メカノクロミックフォトニック結晶とヒト運動検出のための透明導電性エラストマーに基づくデュアルモード繊維ひずみセンサー

ウェアラブルおよび伸縮性ひずみセンサーの重要なコンポーネントとして、デュアルモードひずみセンサーは、人間の動き監視に重要な用途を持つ光/電気デュアルシグナル変化を介して変形に応答できます。ただし、実際の生活で安定して機能する可能性のある繊維型のデュアルモードひずみセンサーを実現することは依然として課題です。ここでは、さまざまな環境に適用できるメカノクロミックおよびメカノエレクトリック関数の両方を備えたインタラクティブなデュアルモードファイバーひずみセンサーを設計します。デュアルモード繊維は、シリカ粒子と弾性ゴムで構成されるフォトニック繊維に透明な弾性導電層をコーティングすることにより生成されます。センサーは、動的な色の変化、大きなひずみ範囲（0〜80％）、および高感度（1.90）を視覚化しました。フォトニックエラストマーに基づいた他のデュアルモードひずみセンサーと比較して、我々のセンサーはひずみ範囲で大きな利点を示します。最も重要なことは、さまざまな環境条件下での負担に応じて、可逆的で安定した光/電気デュアルシグナル出力を達成できることです。ウェアラブルポータブルデバイスとして、デュアルモードファイバーひずみセンサーは、ユーザーとデバイス間の直接的な相互作用を実現し、スマートウェアラブル、ヒューマンマシンなどのフィールドで使用されると予想される、人間の動きのリアルタイム監視に使用できます。相互作用、および健康監視。

As an important component of wearable and stretchable strain sensors, dual-mode strain sensors can respond to deformation via optical/electrical dual-signal changes, which have important applications in human motion monitoring. However, realizing a fiber-shaped dual-mode strain sensor that can work stably in real life remains a challenge. Here, we design an interactive dual-mode fiber strain sensor with both mechanochromic and mechanoelectrical functions that can be applied to a variety of different environments. The dual-mode fiber is produced by coating a transparent elastic conductive layer onto photonic fiber composed of silica particles and elastic rubber. The sensor has visualized dynamic color change, a large strain range (0-80%), and a high sensitivity (1.90). Compared to other dual-mode strain sensors based on the photonic elastomer, our sensor exhibits a significant advantage in strain range. Most importantly, it can achieve reversible and stable optical/electrical dual-signal outputs in response to strain under various environmental conditions. As a wearable portable device, the dual-mode fiber strain sensor can be used for real-time monitoring of human motion, realizing the direct interaction between users and devices, and is expected to be used in fields such as smart wearable, human-machine interactions, and health monitoring.