超疏水导电柞蚕丝基防水应变传感器：湿润环境下人体运动监测的突破性解决方案

本文推荐一种基于超疏水导电柞蚕丝（SCTS）的防水应变传感器，通过碳复合材料（MWCNTs/CB/TPU）涂层策略，实现湿润环境下的稳定监测。该传感器兼具超疏水性（接触角154.2°）、高灵敏度（GF=7.52）及宽检测范围（0-120%应变），突破传统丝基传感器（silk-based sensors）遇水失效的局限，为海洋探索、医疗诊断等液态场景提供革新方案。

　　

Highlight

本研究开发了一种基于超疏水导电柞蚕丝（SCTS）的防水应变传感器，通过碳复合材料（疏水多壁碳纳米管OTS-MWCNTs、疏水碳黑OTS-CB和热塑性聚氨酯TPU）协同涂层策略，实现了湿润环境下的可靠人体运动监测。

Materials

羟基化多壁碳纳米管（MWCNTs-OH）和碳黑（CB-OH）购自江苏先锋纳米材料有限公司，TPU由东莞金亨塑料有限公司提供，OTS（≥95%）和DMF来自上海阿拉丁生化科技公司。

Synthesis strategy and composition characterization

如图1所示，通过OTS修饰MWCNTs/CB构建疏水导电涂层，TPU基质赋予强粘附性与弹性，使SCTS在拉伸（50%应变）、冲击和砂纸磨损后仍保持超疏水性（接触角154.2°，滑动角7.8°）。传感器电阻为230Ω（10×40 mm²），应变检测范围达120%，灵敏度（GF=7.52）和循环稳定性（>500次，20%应变）优异。

Conclusion

SCTS传感器成功整合超疏水性与应变响应功能，突破传统丝基传感器水下失效的瓶颈，为医疗诊断、软机器人等液态场景应用提供新范式。

（注：翻译部分已省略文献引用标识[ ]及图示标注，专业术语保留英文缩写并标注上下标。）