近日，材料科学与工程学院彭必友教授团队在增材制造领域顶级期刊Additive Manufacturing（中科院1区TOP，IF=10.3）在线发表了题为“Construction of dual conductive networks based on material jetting for high-performance flexible strain sensors”的研究论文。材料学院陈刚副教授为第一作者兼通讯作者，2022级硕士研究生李洋为该论文的第二作者，彭必友教授和四川大学李怡俊副研究员为共同通讯作者，西华大学为论文第一单位。研究工作得到了国家自然科学基金、有机无机复合材料国家重点实验室开放课题、四川大学与中国核动力研究院院校联合基金等项目的支持。
论文截图
随着智能穿戴设备和物联网技术的快速发展，柔性应变传感器在健康监测、人工智能及机器人等领域展现出广阔的应用前景。提升柔性传感器的灵敏度、应变响应范围和可靠性一直是实际应用中亟待解决的问题。通过对传感器导电网络进行图案化构筑，不仅可有效放大对微应变的响应，还能优化应力分布，显著提升传感器整体性能。据此，彭必友教授团队利用气溶胶喷射打印技术（AJP）非接触、高精度及宽材料适应性的优势，制备了一种具有双导电网络结构的柔性应变传感器，并实现了导电网络结构的多种图案化形态与尺寸调控。所制备的典型蜿蜒形传感器展现了0.6–80%的应变响应范围和高达31.2的GF灵敏度。此外，传感器在经历2000次循环加载后，仍能稳定输出信号，具有良好的循环稳定性。进一步的，借助AJP技术的图案化优势，研究团队制备了不同网格密度的应变传感器。结果表明，灵敏度与网格密度呈非线性关系，在2×6网格配置下，传感器的GF最高可达47.52，突出了图案化设计的优势。基于AJP打印的应变传感器在人体运动监测、摩尔斯编码通信及UAV飞行状态监测等应用场景中表现出色。该研究不仅成功实现了在柔性衬底表面构建图案化的导电网络结构，还为其它柔性电子器件的设计与构筑提供了新思路。
作者简介：
陈刚，副教授，硕士生导师，长期从事3D打印功能器件的制备及半晶聚合物3D打印的凝聚态结构调控研究。以第一/通讯作者在Additive manufacturing、ACS Applied Materials & Interfaces、Composites science and technology、Polymer、Polymer composites等期刊上发表SCI论文多篇，已授权中国发明专利5项；主持国家自然科学基金青年基金、四川省重点研发计划、国家重点实验室开放课题等多个项目。
李洋，西华大学材料科学与工程学院2022硕士研究生，以第一作者发表EI论文1篇，第二作者发表SCI论文1篇，以第二发明人授权中国发明专利1项，获全国三维数字化创新设计大赛中全国一等奖、“建行杯”四川省国际大学生创新大赛（2024）获金奖、铜奖。
团队介绍：
彭必友教授团队在“传承与创新结合，教学与科研并重，立德与育人并进”理念支撑下，通过一手抓教育教学创新，一手抓科学研究，逐渐打造了一支教育与科研相长的教学科研型队伍。近年来，团队围绕高性能、多功能3D打印材料制备及可定制化3D打印设备研发等方面开展研究工作，已获批国家自然科学基金、四川省科技厅科技重大专项、四川省科技厅重点研发项目、全国重点实验室开放课题、成都市科技局项目、东方电气集团等各类科研项目10余项。
