Page 61 - 《精细化工》2023年第12期

第 12 期 郑舒方，等: 石墨烯/聚合物泡沫压阻式应变传感器研究进展 ·2603·

图 6 MWCNT/RGO@PU 海绵的制备过程示意图（a）；MWCNT/RGO@PU 海绵和 RGO@PU 海绵的制备过程照片（b） [18]
Fig. 6 Schematic diagram of preparation of MWCNT/RGO@PU sponge (a); Preparation processes of MWCNT/RGO@PU
and RGO@PU sponges (b) [18]

HODLUR 等 [42] 报道了一种自组装技术，将 GO 墨烯纳米薄片，然后，将 PU 泡沫在超声辅助下浸
片层均匀涂覆在柔性 PU 泡沫上，并进一步转化为 渍于石墨烯/NMP 溶液中。通过分析石墨烯含量和
RGO/PU 泡沫复合材料。其中，RGO 是通过化学连 材料的压缩变形对纳米复合材料电阻的影响发现，
接的方式接枝在 PU 泡沫表面上。研究表明，制备 石墨烯含量对电阻值的影响较大，并且纳米复合材
的 RGO/PU 泡沫具有柔韧性高、可压缩性强、均质 料的电阻对压缩力学变形非常敏感。
性好、导电性和压力敏感性高的优点。施加压力对 3.2 基于石墨烯/聚合物混合分散液的多孔柔性应
电导率的影响表明，压力的微小变化（仅 5.07× 变传感器的性能
4
10 Pa）使电流增加超过 5 个数量级，压力灵敏度为 将导电碳纳米材料均匀分散于聚合物基体中，
–1
3.96 Pa 。 制备柔性多孔 CPCs，是构筑柔性应变传感器的一种
LUAN 等 [43] 提出了一种高弹性可变形气体传感 重要途径。ZHAI 等 [45] 通过简单的溶液共混和冷冻
器的制备方法，即采用浸渍涂层法将 RGO/AgNWs 干燥技术，制备了基于石墨烯和 CNTs 的柔性水性
杂化材料均匀修饰在多孔弹性体 PU 海绵上。RGO/ 聚氨酯（WPU）-纤维素纳米晶（CNC）复合气凝胶
AgNWs/PU 复合材料传感器的电阻可以通过改变浸 （CNTs/RGO/WC），制备示意图如图 7 所示。该压
涂次数来调节。在 0、30%、40%和 60%的拉伸应变 力传感器具有三维多孔网状结构。其中，WPU-CNC
下，甚至在弯曲应变下，该传感器对 NO 2 气体具有 构建为三维结构骨架，石墨烯和 CNTs 主要分布于
良好的室温响应。此外，该传感器在高达 60%的大 骨架内部。石墨烯和 CNTs 协同增强的气凝胶材料
应变下，对氧化性气体和还原性气体都表现出稳定 的力学性能优异（压缩强度为 76.16 kPa），灵敏度
–1
的响应。 高（0.25 kPa ）、检出限低（0.112 kPa）、稳定性高
UGARTE 等 [44] 采用浸渍法制备了应变敏感导 （>800 次循环）。
电 PU 泡沫/石墨烯纳米复合材料。与先浸渍 GO-后 CHEN 等 [46] 利用水蒸气诱导相分离技术（一种
还原的工艺不同，首先，采用 N-甲基吡咯烷酮 典型的物理发泡技术），开发了可拉伸可弯曲的具有
（NMP）自上而下液相剥离法，获得均匀分散的石 微孔结构的导电热塑性聚氨酯（TPU）/石墨烯复合