基于编织纱线的纺织品嵌入式电容可拉伸应变传感器用于可穿戴运动监测

《IEEE Sensors Journal》：Braided Yarn-Based Textile-Embedded Capacitive Stretchable Strain Sensors for Wearable Motion Monitoring

　　**摘要：**集成到纺织品中的可穿戴可拉伸应变传感器对于持续监测人体运动至关重要，但受限于机械鲁棒性不足、制备灵活性差以及长期信号稳定性不够，其实用化部署仍然受限。在此，我们报道了一种基于编织纱线的电容式拉伸传感器（BYCS），采用基于缝纫的集成策略制备，能够在不改变原始纺织结构的情况下，直接将叉指电极缝合到弹性纺织基底上。该非弹性导电编织纱线由银编织尼龙芯缠绕绝缘尼龙丝构成，兼具良好的电导率、表面绝缘性和机械耐久性。引入V形汇流电极设计，以适应纺织品变形并抑制非拉伸性纱线中由应变引起的电学失效。该器件在25°C至60°C范围内表现出稳定的电学性能，恒定应变保持期间漂移可忽略不计，迟滞较低（约3%），并在超过10 000次加载—卸载循环（应变高达30%）中展现出耐用性。其优异的机械性能以及与传统纺织制造工艺的兼容性，为可穿戴运动监测应用提供了可扩展的平台。**I. 引言**随着对长期、无感地监测人体运动和生理活动需求的日益增长，可穿戴传感技术在医疗、康复、体育及人机交互领域受到了广泛关注[1]。在各种可穿戴平台中，纺织品尤为引人注目，因为它们与人体的持续接触，并且天然具备柔性、透气性、柔软性和舒适性，这些都是长时间佩戴所必需的[2]、[3]、[4]、[5]、[6]。因此，基于纺织品的传感器已成为可穿戴电子器件领域的一个重要研究方向。