分层屈曲碳纳米管/橡胶传感器：柔性与可压缩温度检测

"基于分层屈曲的碳纳米管/橡胶双护套芯纤维的柔性和可压缩温度传感器" 本文是一篇研究论文，发表在《纳米科学与纳米技术》期刊上，探讨了一种新型的柔性且可压缩的温度传感器设计。这种传感器采用独特的分层弯曲的碳纳米管/橡胶双护套芯结构，其中碳纳米管构成外部护套，而橡胶作为内部护套包裹在橡胶纤维核心上。传感器的核心创新在于其利用加热时的层间接触变化来实现温度感应。 当温度升高时，由于分层屈曲的特性，相邻碳纳米管带扣之间的横向接触增加，导致电阻下降，这被用来作为温度变化的高灵敏度指示器。这种双皮芯光纤温度传感器表现出优异的性能，具有高线性度，意味着温度与电阻的关系接近直线，便于准确测量。同时，它还具有良好的重复性，这意味着在多次使用后仍能保持稳定的温度响应。 传感器的一大优点是其显著的负电阻负温度系数（NTC），在本研究中NTC值为-54.7 /°C，这意味着温度上升时电阻会显著降低，这是温度传感应用中常见的现象。此外，传感器对于压缩变形具有出色的耐受性，即使在高达-20%的应变下仍能保持功能，这使得它适用于需要承受物理压力的场合。 更重要的是，研究者指出，通过调整双鞘芯结构，如改变纳米管层数和橡胶护套的硬度，可以方便地定制NTC和电阻变化百分比对温度的依赖性。这为设计出具有不同响应特性的温度传感器提供了可能性，以适应不同的应用场景需求。 这项研究展示了在柔性电子、人工皮肤和表皮电子设备领域的潜在应用，特别是在需要在不同温度和机械压力条件下工作的设备中。这种基于碳纳米管和橡胶的双护套芯纤维传感器提供了一种新的解决方案，能够有效地解决传统传感器在柔韧性和耐压性方面的局限，为未来可穿戴电子设备和生物医疗监测技术的进步打开了新的可能。