廖璐璐， 高鲲鹏， 杨汉嘉， 王晓林， 刘景全

(上海交通大学 微纳电子学系 微米/纳米加工技术国家级重点实验室，上海 200240)

0 引 言

可穿戴传感器在远程健康监测、康复训练、疾病诊断和人体运动检测等方面具有良好的应用前景。其传感的工作机理可分为五类:摩擦电[1,2]、电容式[3,4]、压电式[2,5,6]、光学式、压阻式[7～9]。文献[5]报道了一种压电式传感器，该传感器以聚乙烯(乙烯基氟乙烯—三氟乙烯)的电纺丝束作为压电传感层，以超薄弹性体作为衬底，可以检测到的最小1 μm的形变,能用于检测脉搏波。陈某等人[3]开发了多孔聚二甲基硅氧烷(poly dimethyl siloxane,PDMS)电容式传感器，将PDMS与NH4HCO3混合，使PDMS弹性体中具有高密度的气泡。该传感器在低压力范围内具有快速响应能力和高灵敏度(0.01 kPa-1)。而文献[4]将离子凝胶设计具有微金字塔结构的薄膜作为传感层，进行了超薄高灵敏电容式传感器的研究(41.64 kPa-1)。

文献[3～5]提到的纳米纤维垫、多孔PDMS薄膜和微金字塔结构凝胶薄膜具有共同的特点是：具有孔隙结构，它们的基本工作原理均由外界应力引起空隙的变化，从而导致电气性能的改变。

近年来，将纺织物用于传感材料制作引起了人们的广泛关注，许多研究者对纺织品的机电性能进行了研究分析[10]。导电化后，由于纱线的伸缩、接触等原因，导电纤维在外力作用下的电阻会发生变化。纱线间大量的孔隙有助于提高导电织物的灵敏度。其工作机理与上述多孔结构相似。研究表明，碳化丝绸基底传感器[8]和碳化棉布基底传感器，两者均具有高灵敏度和大应变范围。……