可穿戴拉伸传感织物的研究进展*

阮小莹,贾 可,王胜男,王小恋,殷 琴,叶雅昕

(上海工程技术大学 服装学院,上海 201620)

0 引 言

智能纺织品是指在特定的环境中能与使用对象进行相互作用的现代新型纺织品,相互作用包括可穿戴传感作用、自动清洁作用等[1]。可穿戴传感作用通过监测压力、应变、温度、湿度、酸碱度等信号的变化,将物理或化学信号转换为电信号。随着智能产品的普及,可穿戴传感织物呈现出巨大的市场前景[2]。

对于可穿戴拉伸传感织物,其原理是将拉伸状态下纺织品基材产生的物理形变转换为电子信号后从中获取所需测量信息。例如,将拉伸传感织物固定于手腕处测量人体心率[3]；将拉伸传感器织物固定于胸口处测量人体呼吸频率[4]；或将传感器置于关节处检测人体运动全过程。服装作为可穿戴电子器件的理想载体,促使可穿戴电子材料向质轻、高柔韧性、导电强等方向发展。然而,实现可穿戴电子拉伸传感织物灵敏度高、传感性能稳定、服用性能良好仍是很大的挑战。

本文将可穿戴拉伸传感织物分为三类；基于金属材料的拉伸传感织物、基于导电碳材料的拉伸传感织物以及基于导电聚合物的拉伸传感织物,分别综述了近年来国内外制备可穿戴拉伸传感织物的研究进展。

1 基于金属材料的拉伸传感织物

金属导电纤维具有良好的导热性、导电性、柔韧性和耐腐蚀性[5]。传统金属导电纤维最先触及可穿戴传感领域[6],最早的导电纤维主要是利用金属的导电性能直接拉丝,主要有铜纤维、不锈钢纤维和铝纤维,导电性能接近纯金属,是导电性能最好的几种纤维。……