Gr/MCNO-NF/PVDF复合材料柔性温度传感器的构建及性能

摘要

针对温度传感器在智能可穿戴设备、医疗健康监测等领域对高灵敏度、快速响应、良好柔性及精准测温的需求，依托Mn_1.56Co_0.96Ni_0.48O₄（MCNO）较高的负阻温系数（TCR）、低电阻率、高稳定性的优势，开发一款适配人体穿戴场景的高性能柔性温度传感器，以解决传统温度传感器在柔性适配性、响应速度及测温精度的不足问题。通过静电纺丝法制备MCNO复合纤维，经650℃煅烧获得直径0.370μm、热敏性良好的MCNO纳米纤维（MCNO-NF），其25℃室温电阻率为0.931 MΩ·cm,25～50℃热敏常数为4 311K。以PET薄膜为柔性基底，采用喷涂工艺将石墨烯（Gr）/MCNO-NF/聚偏二氟乙烯（PVDF）混合物均匀涂覆于基底表面形成传感功能层，再经自黏聚二甲基硅氧烷-聚乙二醇（PDMS-PEG）基质层封装，最终构建柔性温度传感器。该传感器具有良好的TCR(-0.004 03℃^-1)、高灵敏度、快速响应时间（21s）和恢复时间（28s），以及良好的线性度（R²=0.99）。

关键词

柔性温度传感器 / 自黏聚二甲基硅氧烷-聚乙二醇 / 石墨烯 / 聚偏二氟乙烯 / 静电纺丝