表面工程化、机械耐久且集成微电子的高性能多模态压阻智能织物

本文推荐一种基于聚酯无纺布基底的多层自组装压阻传感器，通过原位聚合聚吡咯(PPy)、化学镀铜纳米颗粒(CuNPs)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂层，实现了高导电性、界面稳定性和传感灵敏度。该技术利用分子间氢键和金属-配体相互作用，解决了传统织物传感器涂层易脱落的问题，在可穿戴电子(e-textile)和健康监测领域具有广阔应用前景。

　　

亮点

本研究通过表面工程策略构建了具有"三明治"结构的PDMS@CuNPs/PPy智能织物：聚酯无纺布基底提供柔性支撑，聚吡咯(PPy)导电层确保电荷传输，铜纳米颗粒(CuNPs)形成微凸结构增强灵敏度，PDMS外层则赋予防水耐磨特性。这种仿生多层结构如同给织物穿上"智能盔甲"，既保留了纺织品的透气舒适性，又实现了媲美刚性元件的电学性能。

表面工程设计的PDMS@CuNPs/PPy织物压力传感器

图1生动展示了该传感器的设计原理：首先在聚酯纤维表面"生长"出PPy导电层（就像给纤维镀上神经末梢），随后通过绿色化学法在PPy上"播种"CuNPs（形成纳米级的灵敏度放大器），最后用PDMS进行"装甲封装"。这种逐层装配工艺无需粘合剂，而是依靠分子间的"握手"（氢键）和金属-配体的"亲密对话"，使得传感器在经受5000次弯曲测试后仍保持90%以上性能。

结论

这项研究为智能织物领域带来了突破性解决方案——通过原位聚合和纳米工程技术的"双重奏"，成功将传统纺织品升级为兼具高灵敏度(0.85 kPa^-1)、快速响应(80 ms)和超强耐久性（耐50次机洗）的智能感知平台。这种"电子皮肤"织物未来可编织成压力传感阵列，实时捕捉从脉搏跳动到关节运动的全维度生命体征，为个性化健康管理打开新维度。