在柔性传感领域，开发兼具高机械强度与高电阻响应性的复合纸基传感器具有挑战性。本文，沈阳航空航天大学邹爱丽 教授、王共冬 教授等在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Flexible Paper-Based Piezoresistive Sensors Based on Aramid Nanofibers and Carbon Nanotubes”的论文，研究提出了一种芳纶纳米纤维（ANF）/碳纳米管（CNT）复合纸基压阻传感器的制备策略。通过引入OP-10表面活性剂辅助研磨工艺，有效提升了CNT的分散性并保护其结构完整性。碳纳米管的优异电学特性，结合芳纶纳米纤维的多孔框架结构与可控变形能力，构筑出具有压阻响应的柔性传感材料，可监测外部压力刺激。

研究表明，当ANF质量分数优化至25 wt%时，复合纸的电导率达到1135.1 S/m的峰值，面电阻降至23.5 Ω/sq，表明其导电网络达到最佳协同状态。该传感器在宽压力范围内展现出优异灵敏度（最大灵敏度达0.0304 kPa⁻¹），响应与恢复时间迅速（分别为320毫秒和230毫秒），并在循环加载过程中保持卓越稳定性与耐久性（经受超过6000次压缩循环）。此外，该ANF/CNT柔性纸基压阻传感器可监测人体运动及复合材料构件弯曲状态，在电子皮肤、可穿戴智能健康监测设备及人机交互等领域具有重要应用潜力。

综上所述，本研究成功开发出兼具高机械强度与优异压阻响应性能的ANF/CNT复合纸基传感器。通过OP-10表面活性剂辅助研磨工艺优化碳纳米管分散性，并结合ANF多孔骨架的可控变形能力，实现了导电网络与机械性能的协同增强。实验表明，当ANF质量分数为25%时，复合纸展现出最佳电学性能（电导率1135.1 S/m，面电阻23.5 Ω/sq）。其独特的压阻效应在宽压力范围内呈现超高灵敏度（0.0304 kPa⁻¹）。该传感器在循环加载下表现出优异的稳定性和耐久性，对不同压力刺激产生可重复的电阻响应。应用测试（包括步态检测、指尖触压及水杯掌握）表明，制备的ANF/CNT纸基压阻传感器在电子皮肤、健康监测及人机交互等领域具有广阔应用前景。

来源:Carbontech