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基于PEDOT:PSS/Ag NW的可拉伸应变传感器

　　可拉伸的应变传感器，在可穿戴器件、健康检测和运动模拟器、软性机器人、电子皮肤、各种y疗应用中起着重要作用。这些应用常常要求其在各种触摸拉伸等应变下，能够准确且可靠地探测到应变。低可靠性和灵敏度以及窄的感应范围限制了其进一步发展。

　　中国k学院宁波材料所葛子义研究员团队联合香港理工大学严锋课题组，研发出一种具有宽可拉伸范围、高灵敏度、高可靠性等功能特性的柔性可拉伸应变传感器，并成功实现对***运动行为的实时准确可靠监测。

　　器件对手指弯曲的精准梯度响应（循环三次）；器件在0？50%拉伸下的应变响应

　　该团队成员樊细副研究员和香港理工大学王乃祥等利用新型的转移？印刷方法制备了高导电的PEDOT:PSS/AgNW杂化透明薄膜。x酸处理的PEDOT:PSS表现了高的导电性（导电率σ=3100Scm？1）。然后通过液体PDMS固化辅助转移？印刷方法，将PEDOT:PSS/Ag NW材料从玻璃衬底上转移？印刷到弹性的PDMS薄膜，从而得到了PEDOT:PSS/AgNW被包覆的PDMS可拉伸的应变传感器。利用PEDOT:PSS/AgNW/PDMS的包覆结构以及界面之间强的粘附性，提高器件结构的稳固性，这有利于提高应变响应的可靠性。与强氧化性和强溶解性的H2SO4和HNO3处理不同，无强氧化性和无强溶解性的甲磺酸不会氧化***塑料衬底的柔性，从而保护了塑料衬底。另外，尽管少量的Ag NWs在拉伸过程中会断裂，但是x酸处理的高导电的PEDOT:PSS能够补偿AgNWs的导电性的下降；这种杂化的薄膜提供了多条导电通道，有利于载流子的传输和电荷收集，从而增强了器件响应的可靠性。

在柔性PV中，的FTE是金属掺杂的金属氧化物（Metal doped metal oxide，MMO），例如铟掺杂的氧h锡（ITO）。然而，ITO在塑料基板上存在机械脆性和导电性差问题；另外，通过高温真空溅射法制备MMO，使得MMO价格昂贵，且与印刷和卷对卷不兼容。然后以HNTs/PEDOT为模板,利用导电聚合物PEDOT和KMnO4之间的反应,将KMnO4还原成MnO2,并且使其成功包覆在HNTs/PEDOT的表面,得到了复合材料HNTs/PEDOT/MnO2。作为MMO的替代物，聚（3,4-亚二氧s吩）：聚（b乙x磺酸）（PEDOT:PSS）薄膜的成本相对较低，并且具有高的光学和电学特性，优异的热稳定性，良好的柔韧性等。在前期的工作中，我们报道了高温甲磺酸方法和转移PEDOT:PSS方法，基于P3HT:PCBM和PBDTT-S-TT:PC71BM柔性OSC分别表现了3.92%[1]和6.42％[2]的能量转换效率（PCE）。这种OSC器件的PCE和机械柔性有待进一步加强。

对比PEDOT：PSS薄膜，PEDOT：PSS水凝胶因其富含水的性质和类似***的机械性能而被认为是生物***更理想的接口替代品。因为它们不仅可以为细胞生长和分化提供适宜的微环境，而且还提供了一种导电网络，可以在电刺激下原位研究细胞行为。改进或找到一种新的合成方法以提高EDOT的产率、降低生产成本是当前科研工作者的主要任务。不幸的是，目前大多数PEDOT：PSS水凝胶都是在超出生物***的耐受极限高温环境下制备的。此外，目前几乎没有报道可***的PEDOT：PSS水凝胶，而其对于微创生物***是非常急需的。

研究者对PEDOT:PPS:CFE电极进行了机械柔韧性测试。在3 mm弯折曲率半径下，该电极相较ITO电极表现出良好的柔韧性。在此研究基础上，在自***效果下实现了高膜厚无气孔PEDOT:DBSA-Te量子点复合薄膜的同步生成。通过对不同薄膜的极限挠度曲线测试，可以发现PEDOT:PPS:CFE的杨氏模量明显降低，从而减少了透明导电薄膜在弯折情况下所受到的机械应力。这一结论也通过有限元应力模拟和弯折前后电极的显微镜照片得到证实。