Highly stretchable, anti-corrosive and wearable strain sensors based on the PDMS/CNTs decorated elastomer nanofiber composite

材料科学 聚二甲基硅氧烷 复合数 弹性体 纳米纤维 碳纳米管 热塑性聚氨酯 复合材料 标度系数 制作 纳米技术 医学 病理 替代医学
作者
Ling Wang,Yang Chen,Liwei Lin,Hao Wang,Xuewu Huang,Huaiguo Xue,Jiefeng Gao
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:362: 89-98 被引量:318
标识
DOI:10.1016/j.cej.2019.01.014
摘要

Conductive polymer composite based strain sensors have promising applications in the fields of artificial skin, wearable health-care device, etc. However, fabrication of strain sensors with good stretchability, anti-corrosion, excellent durability and reliability remains challenging. In this work, a superhydrophobic strain sensor based on conductive thermoplastic polyurethane/carbon nanotubes/polydimethylsiloxane (TPU/CNTs/PDMS) was prepared by ultrasonication induced CNTs decoration onto the electrospun TPU nanofiber surface, followed by the PDMS modification. Uniformly dispersed CNTs on the nanofiber surface with a hierarchical structure construct the conductive network. The PDMS layer with a low surface energy endows the nanofiber composite with superhydrophobicity thus anti-corrosion property. The introduction of CNTs/PDMS improves both the Young's modulus, tensile strength and the elongation at break. The superhydrophobicity and conductivity can be maintained after the cyclic stretching-releasing test, displaying excellent durability. When used as a wearable strain sensor, the nanofiber composite is capable of detecting body motion and could work even under harsh conditions (moisture, acid and alkaline environment), showing promising application in wearable electronics.
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