石墨烯改性尼龙导电织物及其应变传感性能

发布时间：2024-05-21 01:10

　　采用化学还原法制备还原氧化石墨烯(RGO)-尼龙织物,并用场发射扫描电镜和拉曼光谱测试仪对其形貌和结构进行表征,用四探针表面电阻测试仪和电化学工作站测试RGO-尼龙织物的导电及传感性能。结果表明,经过6次浸渍-还原的RGO-尼龙织物导电性较好。RGO-尼龙织物的电阻随着应变的增大而增大,当应变减小时,电阻有恢复的趋势。恒压0.5 V时,电流信号可以很好地反映手指和手腕关节的运动,表明RGO-尼龙织物有望用作柔性应变传感器。

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【部分图文】：

图1尼龙织物(a)与RGO-尼龙织物(b)的FE-SEM图

由图1a可知，尼龙织物纤维表面较光滑平整。由图1b可知，经6次浸渍-还原后的尼龙织物纤维表面几乎全被包裹上有褶皱、突出状结构的片层物质，说明尼龙织物浸渍在GO溶液中，带正电荷的尼龙纤维与带负电的GO相互作用[10]，使GO吸附到纤维上，再经还原过程，GO中的含氧基团被去除，形成R....

图2RGO-尼龙织物(a)和尼龙织物(b)的拉曼光谱图

为了进一步验证尼龙织物纤维表面的负载物质为RGO，采用拉曼光谱仪进行检测。从图2可知，与尼龙织物相比，RGO-尼龙织物具有两个明显的特征峰：在1355cm-1处RGO中部分无序结构引起的晶体结构缺陷形成D峰；在1590cm-1处碳原子平面sp2杂化成键所引起的面内振动形成....

图3浸渍-还原次数对RGO-尼龙织物导电性能的影响

考虑到以导电性反映传感性能的RGO-尼龙织物，难以经过一次浸渍-还原就具有较理想的导电性，故进行多次浸渍-还原，使RGO尽可能多地与尼龙纤维结合，在织物表面形成稳定的导电层，赋予织物较优的导电性。如图3所示，尼龙织物经过前3次浸渍-还原，其电阻大幅度减小，这是因为大量的RGO结合....

图4RGO-尼龙织物导电性随拉伸应变量的变化

由于该织物纤维是尼龙与氨纶的混纺纤维，本身具有良好的拉伸弹性，有较大的应变量。通过拉伸RGO-尼龙织物使应变量从0%到100%，探究电阻随应变量的变化关系，找到适合传感性能测试的应变量区间，结果如图4所示。由图4可知，当RGO-尼龙织物被拉伸到应变量20%的过程中，电阻随应变量增....

本文编号：3979390