应变片的柔性化设计，突破了传统金属应变片阻抗失配、灵敏度低以及难以集成到高度可变形系统中的限制，在可穿戴设备的构建过程中表现出巨大的潜力。然而，现有柔性应变片大多数都是基于各向异性导电材料的薄膜/块状结构，主要关注点仍是平行于测试仪器加载方向的材料本征灵敏度等特性。单一的结构使其在实际工作过程中无法通过应变敏感栅的设计实现对所关注的特定载荷方向的敏感, 亦无法规避其他方向载荷的串扰。

  为解决上述问题，中国科学院福建物质结构研究所官轮辉研究员团队以开发柔性应变片为出发点，拟设计合成基于机械互锁结构的高强度、抗破坏弹性体-凝胶复合敏感材料，互锁结构极大的提高了材料的力学性能，使其具备高达59.6kJ m^-2的断裂能和3300J m^-2的疲劳阈值，同时在1425%的断裂应变下保持8.4MPa的抗拉强度。复合电极可以在较宽的传感范围（600%）内表现出高线性响应能力（R²=0.996）和低滞后。对准静态和动态激励同时具备响应特性，如时间分辨率（0.495毫秒）、超低检测极限（0.05%）、全带宽动态响应能力（0.5至1000 Hz）。这些卓越的敏感性使电极能够准确可靠地监测如心电（ECG）肌电（EMG）等关键的生理电信号。

图4 应变片的柔性化制造、测试及在运动监测中的应用

  原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202301116