Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 4/2017

15.11.2016

Wearable strain sensor made of carbonized cotton cloth

verfasst von: Chenghao Deng, Lujun Pan, Ruixue Cui, Chengwei Li, Jun Qin

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 4/2017

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

An economical strain sensor is fabricated by sandwiching a carbonized cotton cloth (CC) between two polydimethylsilane (PDMS) films. The natural networks of carbon fibers in CC bring the sensor changeable resistance under strain. This sensor is used to monitor three types of strains, which are pressure, bending and torsion, while the resistance response of which shows exponential relation to strains. Response time of the sensor is less than 35 ms. The maximum resistance decrease of the CC sensor under pressure, bending and torsion are 27, 65 and 45% respectively. The gauge factors at 3% strain of the sensor under bending and torsion are 15 and 8 respectively. The sensor is compressed under pressure, and is stretched under bending or torsion. The sensor shows higher sensitivity under tension compared to that under compression. The high sensitivity, great flexibility and stability, easy fabricating make the CC sensor a promising candidate in wearable sensing devices.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
1.
Zurück zum Zitat M.Y. Cheng, X.H. Huang, C.W. Ma, Y.J. Yang, J. Micromech. Microeng. 19, 115001 (2009)CrossRef M.Y. Cheng, X.H. Huang, C.W. Ma, Y.J. Yang, J. Micromech. Microeng. 19, 115001 (2009)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat T. Someya, T. Sekitani, S. Iba, Y. Kato, H. Kawaguchi, T. Sakurai, P. Natl, Acad. Sci. USA 101, 9966 (2004)CrossRef T. Someya, T. Sekitani, S. Iba, Y. Kato, H. Kawaguchi, T. Sakurai, P. Natl, Acad. Sci. USA 101, 9966 (2004)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat D.J. Lipomi, M. Vosgueritchian, B.C.K. Tee, S.L. Hellstrom, J.A. Lee, C.H. Fox, Z.N. Bao, Nat. Nanotechnol. 6, 788 (2011)CrossRef D.J. Lipomi, M. Vosgueritchian, B.C.K. Tee, S.L. Hellstrom, J.A. Lee, C.H. Fox, Z.N. Bao, Nat. Nanotechnol. 6, 788 (2011)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat F.R. Fan, L. Lin, G. Zhu, W.Z. Wu, R. Zhang, Z.L. Wang, Nano Lett. 12, 3109 (2012)CrossRef F.R. Fan, L. Lin, G. Zhu, W.Z. Wu, R. Zhang, Z.L. Wang, Nano Lett. 12, 3109 (2012)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat G.R. Kirikera, V. Shinde, I. Kang, M.J. Schulz, V. Shanov, S. Datta, D. Hurd, M. Sundaresan, A. Ghoshal, Smart Struct. Mater. 2004: Smart Sens. Technol. Meas. Syst. 5384, 148 (2004) G.R. Kirikera, V. Shinde, I. Kang, M.J. Schulz, V. Shanov, S. Datta, D. Hurd, M. Sundaresan, A. Ghoshal, Smart Struct. Mater. 2004: Smart Sens. Technol. Meas. Syst. 5384, 148 (2004)
6.
Zurück zum Zitat D. Ryu, K.J. Loh, R. Ireland, M. Karimzada, F. Yaghmaie, A.M. Gusman, Smart Struct. Syst. 8, 471 (2011)CrossRef D. Ryu, K.J. Loh, R. Ireland, M. Karimzada, F. Yaghmaie, A.M. Gusman, Smart Struct. Syst. 8, 471 (2011)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat D.H. Kim, N.S. Lu, R. Ma, Y.S. Kim, R.H. Kim, S.D. Wang et al., Science 333, 838 (2011)CrossRef D.H. Kim, N.S. Lu, R. Ma, Y.S. Kim, R.H. Kim, S.D. Wang et al., Science 333, 838 (2011)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat C. Wang, D. Hwang, Z.B. Yu, K. Takei, J. Park, T. Chen, B.W. Ma, A. Javey, Nat. Mater. 12, 899 (2013)CrossRef C. Wang, D. Hwang, Z.B. Yu, K. Takei, J. Park, T. Chen, B.W. Ma, A. Javey, Nat. Mater. 12, 899 (2013)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Y.F. Hu, J. Yang, Q.S. Jing, S.M. Niu, W.Z. Wu, Z.L. Wang, ACS Nano 7, 10424 (2013)CrossRef Y.F. Hu, J. Yang, Q.S. Jing, S.M. Niu, W.Z. Wu, Z.L. Wang, ACS Nano 7, 10424 (2013)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat N.R. Alluri, B. Saravanakumar, S.J. Kim, Acs Appl. Mater. Interfaces 7, 9831 (2015)CrossRef N.R. Alluri, B. Saravanakumar, S.J. Kim, Acs Appl. Mater. Interfaces 7, 9831 (2015)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Y.W. Zhao, H.Q. Fan, G.C. Liu, Z.Y. Liu, X.H. Ren, J. Alloy. Compd. 675, 441 (2016)CrossRef Y.W. Zhao, H.Q. Fan, G.C. Liu, Z.Y. Liu, X.H. Ren, J. Alloy. Compd. 675, 441 (2016)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat G.Z. Dong, H.Q. Fan, H.L. Tian, J.W. Fang, Q. Li, Rsc Adv. 5, 29618 (2015)CrossRef G.Z. Dong, H.Q. Fan, H.L. Tian, J.W. Fang, Q. Li, Rsc Adv. 5, 29618 (2015)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat T. Yamada, Y. Hayamizu, Y. Yamamoto, Y. Yomogida, A. Izadi-Najafabadi, D.N. Futaba, K. Hata, Nat. Nanotechnol. 6, 296 (2011)CrossRef T. Yamada, Y. Hayamizu, Y. Yamamoto, Y. Yomogida, A. Izadi-Najafabadi, D.N. Futaba, K. Hata, Nat. Nanotechnol. 6, 296 (2011)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat C. Pang, G.Y. Lee, T.I. Kim, S.M. Kim, H.N. Kim, S.H. Ahn, K.Y. Suh, Nat. Mater. 11, 795 (2012)CrossRef C. Pang, G.Y. Lee, T.I. Kim, S.M. Kim, H.N. Kim, S.H. Ahn, K.Y. Suh, Nat. Mater. 11, 795 (2012)CrossRef
16.
17.
Zurück zum Zitat S.C.B. Mannsfeld, B.C.K. Tee, R.M. Stoltenberg, C.V.H.H. Chen, S. Barman, B.V.O. Muir, A.N. Sokolov, C. Reese, Z.N. Bao, Nat. Mater. 9, 859 (2010)CrossRef S.C.B. Mannsfeld, B.C.K. Tee, R.M. Stoltenberg, C.V.H.H. Chen, S. Barman, B.V.O. Muir, A.N. Sokolov, C. Reese, Z.N. Bao, Nat. Mater. 9, 859 (2010)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat D.J. Cohen, D. Mitra, K. Peterson, M.M. Maharbiz, Nano Lett. 12, 1821 (2012)CrossRef D.J. Cohen, D. Mitra, K. Peterson, M.M. Maharbiz, Nano Lett. 12, 1821 (2012)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat R. Matsuzaki, T. Keating, A. Todoroki, N. Hiraoka, Sens. Actuat. a-Phys. 148, 1 (2008)CrossRef R. Matsuzaki, T. Keating, A. Todoroki, N. Hiraoka, Sens. Actuat. a-Phys. 148, 1 (2008)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat J. Zhou, Y.D. Gu, P. Fei, W.J. Mai, Y.F. Gao, R.S. Yang, G. Bao, Z.L. Wang, Nano Lett. 8, 3035 (2008)CrossRef J. Zhou, Y.D. Gu, P. Fei, W.J. Mai, Y.F. Gao, R.S. Yang, G. Bao, Z.L. Wang, Nano Lett. 8, 3035 (2008)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Y.W. Zhao, H.Q. Fan, X.H. Ren, C.B. Long, G.C. Liu, Z.Y. Liu, J. Mater. Chem. C 4, 7324 (2016)CrossRef Y.W. Zhao, H.Q. Fan, X.H. Ren, C.B. Long, G.C. Liu, Z.Y. Liu, J. Mater. Chem. C 4, 7324 (2016)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat J.W. Jeong, W.H. Yeo, A. Akhtar, J.J.S. Norton, Y.J. Kwack, S. Li et al., Adv. Mater. 25, 6839 (2013)CrossRef J.W. Jeong, W.H. Yeo, A. Akhtar, J.J.S. Norton, Y.J. Kwack, S. Li et al., Adv. Mater. 25, 6839 (2013)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Y. Yang, H.L. Zhang, Z.H. Lin, Y.S. Zhou, Q.S. Jing, Y.J. Su et al., ACS Nano 7, 9213 (2013)CrossRef Y. Yang, H.L. Zhang, Z.H. Lin, Y.S. Zhou, Q.S. Jing, Y.J. Su et al., ACS Nano 7, 9213 (2013)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat A.S. Wu, X. Nie, M.C. Hudspeth, W.W. Chen, T.W. Chou, D.S. Lashmore, M.W. Schauer, E. Towle, J. Rioux, Appl. Phys. Lett. 100, 201908 (2012)CrossRef A.S. Wu, X. Nie, M.C. Hudspeth, W.W. Chen, T.W. Chou, D.S. Lashmore, M.W. Schauer, E. Towle, J. Rioux, Appl. Phys. Lett. 100, 201908 (2012)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat T.T. Yang, Y. Wang, X.M. Li, Y.Y. Zhang, X. Li, K.L. Wang et al., Nanoscale 6, 13053 (2014)CrossRef T.T. Yang, Y. Wang, X.M. Li, Y.Y. Zhang, X. Li, K.L. Wang et al., Nanoscale 6, 13053 (2014)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat J. Herrmann, K.H. Muller, T. Reda, G.R. Baxter, B. Raguse, G.J.J.B. de Groot, R. Chai, M. Roberts, L. Wieczorek, Appl. Phys. Lett. 91, 183105 (2007)CrossRef J. Herrmann, K.H. Muller, T. Reda, G.R. Baxter, B. Raguse, G.J.J.B. de Groot, R. Chai, M. Roberts, L. Wieczorek, Appl. Phys. Lett. 91, 183105 (2007)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat H. Moreira, J. Grisolia, N.M. Sangeetha, N. Decorde, C. Farcau, B. Viallet, K. Chen, G. Viau, L. Ressier, Nanotechnology 24, 095701 (2013)CrossRef H. Moreira, J. Grisolia, N.M. Sangeetha, N. Decorde, C. Farcau, B. Viallet, K. Chen, G. Viau, L. Ressier, Nanotechnology 24, 095701 (2013)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat L. Lin, Y. Xie, S. Wang, W. Wu, S. Niu, X. Wen, Z.L. Wang, ACS Nano 7, 8266 (2013)CrossRef L. Lin, Y. Xie, S. Wang, W. Wu, S. Niu, X. Wen, Z.L. Wang, ACS Nano 7, 8266 (2013)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat S. Gong, W. Schwalb, Y. Wang, Y. Chen, Y. Tang, J. Si, B. Shirinzadeh, W. Cheng, Nat. Commun. 5, 1 (2014) S. Gong, W. Schwalb, Y. Wang, Y. Chen, Y. Tang, J. Si, B. Shirinzadeh, W. Cheng, Nat. Commun. 5, 1 (2014)
31.
Zurück zum Zitat X. Xiao, L.Y. Yuan, J.W. Zhong, T.P. Ding, Y. Liu, Z.X. Cai et al., Adv. Mater. 23, 5440 (2011)CrossRef X. Xiao, L.Y. Yuan, J.W. Zhong, T.P. Ding, Y. Liu, Z.X. Cai et al., Adv. Mater. 23, 5440 (2011)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat W. Jiao, L. Yi, C. Zhang, K. Wu, J. Li, L. Qian et al., Nanoscale 6, 13809 (2014)CrossRef W. Jiao, L. Yi, C. Zhang, K. Wu, J. Li, L. Qian et al., Nanoscale 6, 13809 (2014)CrossRef
Metadaten
Titel
Wearable strain sensor made of carbonized cotton cloth
verfasst von
Chenghao Deng
Lujun Pan
Ruixue Cui
Chengwei Li
Jun Qin
Publikationsdatum
15.11.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 4/2017
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-016-5954-7

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2017

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 4/2017 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt