【摘 要】
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传统织物的遮羞、保暖功能难以满足当今社会对智能服装的迫切需求,导电织物兼具良好的导电性以及织物固有的柔韧性、透气性和易集成等优点,在可穿戴织物基应变传感器领域具有极大的应用潜力。其中,将导电聚合物、金属基纳米材料和碳基纳米材料等导电材料与商业化的织物进行复合是实现导电织物的有效途径,并发展了一系列不同功能的织物基应变传感器。然而,实现高导电、优异的传感性能和高稳定性的织物基应变传感器依然具有很大的
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传统织物的遮羞、保暖功能难以满足当今社会对智能服装的迫切需求,导电织物兼具良好的导电性以及织物固有的柔韧性、透气性和易集成等优点,在可穿戴织物基应变传感器领域具有极大的应用潜力。其中,将导电聚合物、金属基纳米材料和碳基纳米材料等导电材料与商业化的织物进行复合是实现导电织物的有效途径,并发展了一系列不同功能的织物基应变传感器。然而,实现高导电、优异的传感性能和高稳定性的织物基应变传感器依然具有很大的进步空间。本学位论文以质轻、高弹性和良好耐磨性的针织锦纶/氨纶织物为基底,在其表面修饰聚多巴胺（PDA）以提高界面结合力,采用简单、高效的化学镀和喷涂法引入零维的银纳米颗粒（Ag NPs）和一维的碳纳米管（CNT）,通过优化工艺参数制备了具有Ag NPs和CNT交替导电层的复合导电织物,实现了高导电、优异的传感性能和高稳定性的织物基应变传感器,并探索了传感器在人体运动监测中的应用潜力。本文的研究内容如下:（1）首先用PDA对织物进行表面处理,使其带上活性基团,增强导电材料与织物之间的结合力。随后将三氟乙酸银（STA）和左旋抗坏血酸（LAA）分别作为银的前驱体和还原剂,通过化学镀银构建基于Ag NPs的导电织物,最后在导电织物最外层包裹一层聚二甲基硅氧烷（PDMS）赋予其疏水性和稳定性。通过调控镀银次数来调节织物表面Ag NPs的含量,从而得到了不同性能和用途的导电织物。当镀银次数为2时,PDMS/Ag-2/PDA/Fabric基传感器的应变范围为0-30%,平均灵敏度为21.4。此外,传感器还具有较快的响应速度（响应时间为188 ms）和较低的滞后（10.1%）;当镀银次数为5时,织物表面的Ag NPs导电网络更加坚固,PDMS/Ag-5/PDA/Fabric的最大拉伸应变达到50%,表面比电阻低至1.9Ωsq-1。同时,PDMS/Ag-5/PDA/Fabric在拉伸30%应变时,电阻从3.1Ω仅增加到3.6Ω,并且表现出良好的拉伸导电稳定性。最后,将导电织物分别用于人体运动信号的监测和连接电路的柔性可拉伸导体。（2）采用喷涂法将碳纳米管引入镀银织物表面,构建具有Ag NPs和CNT交替导电层的复合导电织物,并用PDMS对其进行疏水改性,得到PDMS/Ag/CNT/Ag/PDA/Fabric基传感器。高长径比的CNT可以在Ag NPs之间充当“桥梁”作用,连接拉伸时由脆性Ag NPs导电网络产生的裂纹,在保持较高灵敏度的同时提高传感器的应变范围。因此,传感器表现出良好的导电性和传感性能,表面比电阻约为8Ωsq-1,应变范围为0-50%,平均灵敏度为43。此外,传感器还具有良好的疏水性能（接触角为141°）、抗弯曲性能（180°弯曲200次后电阻仅增加1.8%）及耐磨性能（摩擦100次后电阻仅增加了4.7%）。最后,传感器可以实现对人体运动（手腕弯曲、吞咽等）信号的监测。
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