近日，武汉纺织大学材料科学与工程学院殷先泽教授团队在《Chemical Engineering Journal》上发表了题为“Flexible antibacterial strain sensor with low electrical hysteresis, ultralow detection limit, and wide linear sensing range for human motion monitoring and human–machine interaction”的论文（链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.157289）。武汉纺织大学材料科学与工程学院与纺织新材料及其应用湖北省重点实验室为第一署名单位和通讯单位。材料学院郑龙副教授为论文第一作者，材料学院殷先泽教授和华南理工大学材料学院武文杰副教授为共同通讯作者。

实现低电滞后、超低检测限和宽线性传感范围对于柔性应变传感器的实际应用至关重要。然而，弹性体分子链固有的粘弹性在拉伸和松弛过程中会对导电传感网络的变形产生不利影响，导致难以同时实现上述性能。针对以上问题，该研究提出了一种新颖的策略，通过在弹性体内部设计共价-离子杂化交联网络，并利用溶胀驱动渗透法在弹性体表面构建坚固的碳纳米管（CNT）导电层。该杂化交联网络赋予弹性体更高的机械强度和优异的可拉伸性，同时降低了分子链的动态粘性损耗，因此可弱化拉伸过程中弹性体分子链对导电层网络的影响。极小的应变即可引起CNT的滑移，从而导致电阻变化。随着应变增大，CNT进一步解缠结和滑移导致微裂纹形成，使电阻变化更加显著并主导了传感机制。

所制备的导电弹性体基应变传感器表现出卓越的传感性能，包括低电滞后（2.3%）、超低检测限（0.1%）、宽线性工作范围（690%）和优异的耐久性（>10,000次循环）。该应变传感器适用于各种人体生理和运动监测。将其集成到智能可穿戴系统中，可实现人机交互和人体手指弯曲角度的测量。此外，离子交联网络的引入赋予传感器优异的抗菌性能。总体而言，该研究为高性能传感器的设计与制备提供了有利方法，开发的传感器在可穿戴电子设备领域具有广阔的应用潜力。

作者简介：郑龙，博士，武汉纺织大学材料学院副教授，硕士生导师，主要从事柔性传感材料与器件研究、功能弹性体复合材料等研究，以第一作者/通讯作者在Chemical Engineering Journal, ACS Sensors, ACS Applied Polymer Materials等期刊发表SCI论文10余篇。

殷先泽，武汉纺织大学材料学院教授，主要从事天然多糖高分子纤维材料、功能高分子及器件、高性能纤维成型加工等研究，在Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Advanced Science等杂志发表论文100余篇。