近年來，消費電子、人工智能和臨床醫學正在快速發展，新興的可穿戴式傳感器設備正在改變著人們的日常生活，如仿生肢體、健康運動監測設備、醫療設備等，使人們更加向往新一代便捷化、智能化的健康生活方式。柔性壓力傳感器在人工智能領域有著廣泛的應用，是一種按照一定規律將外界刺激信號轉化輸出為可用電信號的器件。氣凝膠是一種內部結構充滿氣體的納米多孔材料，由于其特殊三維網絡狀結構，具有低密度、高比表面積、高孔隙率、低熱導率、結構可控等諸多優異性能，在力學、聲學、熱學、光學等諸方面均顯示其優秀性質，因此其在耐溫、電磁屏蔽、傳感、吸附、儲能、催化等領域得到了廣泛的研究。其中，高比表面積、導電性好、柔韌性好的導電氣凝膠材料在柔性壓力傳感器方面的應用逐 漸成為新的研究熱點。以聚氨酯、聚酰亞胺、聚苯乙烯、聚二甲基硅氧烷等聚合物為基體，復合炭黑、碳納米管（CNT）、石墨烯、金屬納米線、二維金屬碳/氮氧化物 （MXene）等導電填料，或與具有導電性好、柔韌性好、低成本的聚吡咯 （PPy）和聚苯胺（PANI）等導電高分子材料交聯，形成導電高分子復合材料是主要研究方法。目前，研究較多的是碳氣凝膠、MXene復合氣凝膠、金屬納米線復合氣凝膠、導電高分子材料復合氣凝膠等柔性導電氣凝膠材料，組裝成的柔性壓力傳感器具有高靈敏度、低檢測限、寬檢測范圍、短響應時間和出色的壓縮循環穩定性等性能特點。近年來，研究者們發現具有良好的機械穩定性、彈性和高導電性碳氣凝膠在可穿戴傳感器、電子皮膚和柔性儲能裝置中顯示出重要應用潛力，主要以石墨烯、氧化石墨烯（GO）、CNT及其復合材料等碳納米材料合成了一系列低密度、高孔隙率的彈性碳氣凝膠。MXene是二維過渡金屬碳/氮化物，一種有高導電性、優異的導熱性和良好的親水性新型二維材料，考慮到MXene片層自身存在脆性的問題，構建成連通網絡結構的多孔氣凝膠材料經常需與其它一維或二維的高韌性、彈性材料共同結合，近年來，研究人員常用聚酰胺纖維、芳綸納米纖維、聚硅氧烷構筑氣凝膠支撐骨架，設計出的MXene復合氣凝膠材料在柔性壓力傳感器領域顯示出良好的潛在應用前景。金屬納米線因有著優異的導電性和比表面等特性常被用于柔性壓阻傳感器的研發。研究表明]通過在銅納米線表面引入一層均勻致密的石墨烯殼層阻擋水分、空氣與銅的直接接觸，構建了性能穩定、結構可控的銅納米線@石墨烯核殼氣凝膠結構，制備了高靈敏、快速響應、長循環穩定的壓阻式壓力傳感器，響應時間低至15.93ms，壓力檢測范圍可寬至640P a～82.26kPa，經過 1000次壓縮循環測試后性能仍保持穩定，在壓力傳感領域的應用研究中，低成本、性能穩定、可控制備的銅納米線氣凝膠不失為一種新的思路導電高分子材料有著優異的導電性、良好的柔韌性、較低的生產成本等性能優勢，常被研究人員應用于柔性壓阻式壓力傳感器的研究。其中，聚吡咯（PPy）和聚苯胺（PANI）是最為常見的導電高分子材料。多孔結構的氣凝膠納米材料被證明是柔性壓阻傳感器的首選，在可穿戴電子設備、健康監測、智能機器人、電子皮膚等領域顯示出廣泛的潛在應用前景。然而，柔性壓力傳感器不僅要考慮優異的傳感性能，更要考慮生物相容性、自愈合性、高低溫穩定性、低成本、工藝簡單、可規模化生產等多種應用條件，對于研究人員而言，仍然是一個巨大的挑戰。來源：[1]趙建偉,尚陽,劉栩瑞,張鵬君,李飛鶴.氣凝膠應用于柔性壓力傳感器的研究進展[J].新材料產業,2022(03):13-16.DOI:10.19599/j.issn.1008-892x.原文始發于微信公眾號（艾邦氣凝膠論壇）：柔性導電氣凝膠材料應用于壓力傳感器
