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智能可穿戴健康监控系统能够有效降低病人的死亡率和改善老年人的生活质量。柔性压阻传感器是获取人体生物信息的关键部件,是可穿戴健康监控系统的基础性技术,高性能柔性压阻传感器的研究对于智能服装服饰的发展具有重要意义。为了研究不同类型柔性压阻传感器的性能并阐明其传感机理,本课题制备了三种类型传感器:1、改性石墨/聚氨酯柔性压阻传感器,2、改性多壁碳纳米管/聚氨酯柔性压阻传感器,3、界面微米结构的多壁碳纳米管-银纳米线/聚氨酯柔性压阻传感器。首先,将表面改性的石墨和多壁碳纳米管分别掺杂到聚氨酯树脂中获得两种具有良好弹性的导电膜,并制备出三明治结构的改性石墨/聚氨酯柔性压阻传感器和改性多壁碳纳米管/聚氨酯柔性压阻传感器。以SEM、TEM、FTIR光谱、拉曼光谱、介电光谱和自行研制的力学-电学性能测试仪,系统研究了导电膜及其传感器的结构、力学和电学性能。研究显示:改性的石墨和多壁碳纳米管的粒径比比未改性时分别降低了 16.7%和36%,表明改性后的微纳米颗粒在聚氨酯基体中的分散性明显改善;低掺杂质量比的改性石墨/聚氨酯和改性多壁碳纳米管/聚氨酯导电膜在高频激励信号下具有电容效应,依据此实验现象本文构建了新的导电通道模型;导电膜的电阻相对变化率和压强之间存在二次幂函数关系,对此函数求导可获得压阻响应的灵敏度与压强的对应关系,为计算和预测柔性压阻传感器的灵敏度提供了一种新方法;30wt%改性石墨/聚氨酯导电膜的压阻灵敏度达到最高值6.38kPa-1,其迟滞性和重复性误差分别为占2.3%和±20%;1wt%改性多壁碳纳米管/聚氨酯导电膜的压阻灵敏度最高为4.208 kPa-1,其迟滞性和重复性误差分别为±8.2%和±6.63%。为了进一步提高柔性压阻传感器的灵敏度和简化其结构,采用模板法制备出表面微米条纹结构的多壁碳纳米管-银纳米线/聚氨酯导电膜,将导电膜的微米结构面与交互式单面电极复合制备出微米结构导电膜/单面电极柔性压阻传感器。在0-2kPa的压强范围内该传感器的灵敏度高达46.93kPa-1。多壁碳纳米管和银纳米线混合掺杂的柔性压阻传感器的重复性和迟滞性分别为±4.15%和±1.56%。有限元仿真实验结果显示导电膜的微米结构和单面电极的接触面积,与导电膜的压阻灵敏度存在负相关性。将已制备的柔性压阻传感器用于人体生理信号监测,建立了柔性压阻传感器在测量人体脉搏跳动或呼吸频率时的力学模型并研究了其工作原理,为拓展和优化柔性传感器在智能服装服饰中的应用提供了理论支持。最后,应用上述三种柔性压阻传感器制备出了压力分布测量鞋垫、呼吸频率测量背心及压力测量手套等智能服装服饰,测试结果显示上述智能服装服饰能够准确检测人体足底的压力分布、呼吸频率和手指指尖压力。柔性压阻传感器在智能服装服饰和智能家居产品中具有非常广阔的应用前景。