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柔性纳米复合材料压阻式应变传感器的研究进展
引言
压阻式应变传感器（straingauge）是一种常用的应变测量器件，广泛应用于无线电、航空航天、机械制造等领域。用于测量材料外形尺寸变化、能量转换等方面。传统的压阻式应变传感器通常采用金属材料或半导体材料制备，但随着纳米技术的发展，柔性纳米复合材料压阻式应变传感器得到了广泛研究和应用。本文将探讨柔性纳米复合材料压阻式应变传感器的研究进展。
柔性纳米复合材料压阻式应变传感器的定义及分类
柔性纳米复合材料压阻式应变传感器是一种可弯曲、柔软、具有导电或半导体性能的纳米复合材料，通过这些纳米复合材料与外界环境产生的物理量理化变化引起电阻变化，实现应变测量的一种传感器器件。
根据其材料分为有机柔性纳米复合材料和无机柔性纳米复合材料两种。有机柔性纳米复合材料是指由有机高分子材料与纳米颗粒混合构成的柔性材料，如聚合物复合筛网（PCF）、纳米碳管混合物（NanotubeComposite）、聚合物基石墨烯纳米复合材料等。无机柔性纳米复合材料是指在无机材料基础上添加纳米颗粒而形成的柔性材料，如银纳米颗粒复合材料（SilverNanoparticleComposites）、氧化锌纳米线复合材料（ZincOxideNanowiresComposites）等。
柔性纳米复合材料压阻式应变传感器的制备方法
柔性纳米复合材料压阻式应变传感器的制备方法多种多样，可根据具体要求选择不同的方法。
1.柔性基板上散布法
这种方法的灵活性较强，适用于各种柔性材料。制备时将纳米颗粒散布在柔性基板上，形成复合材料，再将电极导线铺设在表面；之后，可通过微纳印刷技术或喷墨印刷等方法制备出具有特定形状和尺寸的压阻式应变传感器。
2.柔性基板胶粘法
此法采用有机高分子与纳米颗粒混合制备柔性复合材料，并通过双面胶固定在柔性基板上。可通过激光切割或喷墨印刷等方法制备出具有符合需求的具体形状和尺寸的应变传感器。
3.套刻法
套刻法常用于有机柔性纳米复合材料的制备，首先在硅片上制备铜模板，然后将模板浸入柔性有机高分子材料中，使模板与柔性材料的表面接触，经过复合等工艺后，用氯化铁蚀刻铜模板，便可制备出具有特定形状的压阻式应变传感器。
柔性纳米复合材料压阻式应变传感器的性能及其应用
柔性纳米复合材料压阻式应变传感器的性能优越，具有极高的敏感度、稳定性和可重复性，同时兼有柔性、弯曲、可扩展、可切割、可重复、易于集成和制造低成本等优点，使得它在各个领域中得到了广泛的应用。
1.生物医疗领域
生物医疗领域需要佩戴多种传感器，如心率传感器、血氧传感器等。由于人体的柔韧性和弯曲性，传统刚性传感器难以适应。柔性纳米复合材料压阻式应变传感器可以解决这个问题。应变传感器与皮肤的接触面积大，可以精确地监测心率和呼吸等生理参数，并且不会对人体产生任何不适。
2.电子产品领域
电子产品的设计趋势是有机可弯曲/可卷曲，柔性纳米复合材料压阻式应变传感器可满足这一需求。例如，手机触摸屏、电路板、键盘、智能手环、智能可穿戴设备等。应变传感器可以监测弯曲、挠曲等动作，从而实现手势控制、弯曲控制等。
3.工业生产领域
柔性纳米复合材料压阻式应变传感器在制造业中也具有广泛的应用。例如，在自动化设备和装配系统中，可以用压阻式应变传感器来感知物体的形状、尺寸和位置等参数，并控制自动化操作。在航空航天制造中，压阻式应变传感器可以检测材料抗拉/压性能、翼形变形等参数。
结论
柔性纳米复合材料压阻式应变传感器的发展，为传感器领域带来了一次革命性的变革。伴随着纳米技术的研究和应用，柔性纳米复合材料压阻式应变传感器得到了广泛的应用和发展。尽管存在一些技术挑战和工程难题，但我们相信随着科技的不断进步，柔性纳米复合材料压阻式应变传感器将成为一种更为普遍的、可靠的传感器，并在实现智能化、工业4.0等高科技领域中发挥重要的作用。