紫外光辅助墨水直写制备基于银的柔性应变传感器

摘要

以光固化硅树脂（Si-350）为低聚物、丙烯酸异冰片酯（IBOA）为单体、气相二氧化硅纳米颗粒（A200）为流变改性剂、片状银粉为导电填料，设计了可打印硅树脂为基底层、导电银浆为功能层，利用紫外光（UV）辅助墨水直写实现柔性基底层和图案化功能层的连续打印，制备一体化电阻式柔性应变传感器。利用旋转流变仪对基底层和功能层墨水的流变性能进行测试，用四探针对功能层的导电性进行测试，用万能试验机和万用表对传感器的力学性能和传感性能进行表征与测试。结果表明，树脂Si-350与单体IBOA质量比为2.5∶1, A200添加量（m(A200)/（m(Si-350)+m(IBOA)）为9%的基底层具有最佳的力学性能。功能层中银的质量分数为70%、线条尺寸为0.30 mm的传感器表现出优异的灵敏度和力学性能，能承受180%以上的应变。进一步对功能层线形进行优化设计，曲线形结构的传感器综合性能最佳，具备抗扭转和弯曲能力，可实现对人体运动的实时监测，展现出在柔性可穿戴电子设备领域的广阔应用前景。

关键词

3D打印 / 紫外辅助墨水直写 / 导电银浆 / 柔性应变传感器 / 图案化功能层