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3D printed high-performance spider web-like flexible strain sensors with directional strain recognition based on conductive polymer composites

材料科学 制作 复合材料 热塑性聚氨酯 石墨烯 拉伤 碳纳米管 聚合物 导电体 弹性体 纳米技术 医学 内科学 病理 替代医学
作者
Xiaoyu Chen,Xuezhong Zhang,Dong Xiang,Yuanpeng Wu,Chunxia Zhao,Hui Li,Zhenyu Li,Ping Wang,Yuntao Li
出处
期刊:Materials Letters [Elsevier]
卷期号:306: 130935-130935 被引量:40
标识
DOI:10.1016/j.matlet.2021.130935
摘要

Inspired by the unique structure of spider web, we designed and prepared a spider web-like strain sensor based on multi-walled carbon nanotubes (MWCNT)/graphene nanoplatelets (GNP)/thermoplastic polyurethane (TPU) conductive polymer composites. Fused filament fabrication (FFF) 3D printing was used to meet the growing demand for flexible electronic devices and overcome limitations with the directional sensitivity of traditional strain sensors. The sensor response exhibited high linearity (R2 = 0.98 at 50% strain), a large strain response range (0–300%), high sensitivity (GF > 10000 at 300% strain), short response time (40 ms), low hysteresis, and good stability (1000 cycles). In addition, due to the special structural design, the sensor identified external forces in different directions. This further expands the application range of the sensor. This work provides valuable guidance for the customized fabrication of flexible strain sensors.
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