Page 15 - 《精细化工》2021年第4期

第 38 卷第 4 期 精 细 化 工 Vol.38, No.4
202 1 年 4 月 FINE CHEMICALS Apr. 2021

综论
二维导电材料/柔性聚合物复合材料基可穿戴

压阻式应变传感器的研究进展

郭茹月 1,2 ，鲍 艳 1,2*

（1. 陕西科技大学 轻工科学与工程学院，陕西 西安 710021；2. 陕西科技大学 轻化工程国家级实验教
学示范中心，陕西 西安 710021）

摘要：可穿戴应变传感器在人体运动检测、健康监测、可穿戴电子设备和柔性电子皮肤等新兴领域具有极大的
应用前景。近年来，由二维（2D）导电材料和柔性聚合物基体组成的可穿戴压阻式应变传感器具有较高的灵敏
度、良好的拉伸性和柔韧性、优异的耐久性、可调的应变传感性和易加工等特点，受到广泛关注。基于此，该
文对基于 2D 导电材料/柔性聚合物复合材料（2D-CPC）的可穿戴压阻式应变传感器的类型、传感机理、性能指
标、影响因素及应用等进行了综述，并对其未来发展趋势进行了展望。
关键词：可穿戴应变传感器；压阻式传感器；2D 导电材料；柔性聚合物
中图分类号：TM24；TP212.6 文献标识码：A
文章编号：1003-5214 (2021) 04-0649-14 开放科学 (资源服务) 标识码 (OSID)：

Research progress on wearable piezoresistive strain sensors based on

two-dimensional conductive materials/flexible polymer composites

1,2
GUO Ruyue , BAO Yan 1,2*
（1. College of Bioresources Chemical & Materials Engineering, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an
710021, Shaanxi, China; 2. National Demonstration Center for Experimental Light Chemistry Engineering Education,
Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710021, Shaanxi, China）

Abstract: Wearable strain sensors have great application prospects in the emerging fields of human motion
detection, health monitoring, wearable electronic devices and flexible electronic skin. In recent years, the
wearable piezoresistive strain sensors composed of two-dimensional (2D) conductive materials and flexible
polymer substrates have attracted wide attention due to their high sensitivity, good stretchability and
flexibility, excellent durability, adjustable strain sensing performance and easy processing characteristics.
Based on these, the classifications, sensing mechanisms, performance indexes, influence factors and applications
of wearable piezoresistive strain sensors based on 2D conductive material/flexible polymer composites
(2D-CPC) are reviewed. Finally, the future development trend of the strain sensors is prospected.
Key words: wearable strain sensors; piezoresistive sensors; 2D conductive nanomaterials; flexible polymers

随着社会的发展，微型化和智能化的应变传感 敏度低、传感范围窄、柔性差，不能满足较大应变
器被广泛应用于人们的日常生活中 [1-5] 。与电容式、 时的使用需求 [6-7] 。将导电材料分散在柔性可拉伸聚
光电式、压电式等传感器相比，压阻式应变传感器 合物基体中形成导电网络，可提升传感器的各项性
具有较高的空间分辨率、相对简单的输入/输出控制 能，实现对人体细微运动（如呼吸、发声、脉搏和
系统和较低的噪声敏感性，成为应变传感器的首选。 心跳）和大范围活动（如关节弯曲）进行检测的目
然而，金属和半导体材料制备的传统应变传感器灵 的 [8-9] ，因而在智能服装、医疗监控、人工智能、电

收稿日期：2020-09-10; 定用日期：2020-11-26; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200847
基金项目：国家自然科学基金（21878181）；陕西省重点研发计划（2018ZDXM-GY-118）
作者简介：郭茹月（1996—），女，博士生，E-mail：857349226@qq.com。联系人：鲍 艳（1981—），女，教授，E-mail：baoyan0611@126.com。