新喷涂技术可将衣服变成运动传感器

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喷涂传感器可添加到任何衣物上。图片来源：美国普渡大学

美国普渡大学科学家开发出一种新型喷涂装置，以及柔性且导电的聚合物，利用该装置将聚合物喷涂到任何衣服上，都能将其变成可穿戴传感器，可用于在物理治疗期间监测人体的运动情况。相关论文发表在最新一期《ACS纳米》杂志上。

新研制的喷涂装置包含两个腔室，每个腔室都填充了不同的化合物。这些化合物仅在喷涂过程中混合并发生化学反应形成聚合物。在这种反应中形成的固体、有弹性且能导电的聚合物随后会撞击织物，成为应变传感器最重要的组成部分。研究人员表示，他们能以亚毫米精度以任何方式放置聚合物。

当他们拉伸织物时，聚合物图案，比如波浪线或螺旋形，会随之拉伸，从而改变其电阻。研究人员在手套或护膝上喷涂一个图案，然后通过在聚合物中通小电流并监测其电阻的变化来检测手或腿关节的运动。

研究发现，这种方法适用于棉、羊毛和莱卡等常见织物。此外，在聚合物上添加商业织物密封剂后，这些衣服即使经过30次洗涤，仍能继续作为传感器工作。

研究人员表示，这种喷涂方法可用于物理治疗或其他医疗环境，在患者的衣服上添加传感器比使用更笨重的带有硬部件和电线的设备更实用。他们希望设计出更多化合物组成略有不同的聚合物，让这些聚合物不仅可感知应变，还可感知压力、温度或汗液中存在的化学物质等特性。