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A Highly Sensitive Resistive Pressure Sensor Based on a Carbon Nanotube-Liquid Crystal-PDMS Composite

机译：基于碳纳米管-液晶-PDMS复合材料的高灵敏度电阻式压力传感器

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Resistive pressure sensors generally employ microstructures such as pores and pyramids in the active layer or on the electrodes to reduce the Young’s modulus and improve the sensitivity. However, such pressure sensors always exhibit complex fabrication process and have difficulties in controlling the uniformity of microstructures. In this paper, we demonstrated a highly sensitive resistive pressure sensor based on a composite comprising of low-polarity liquid crystal (LPLC), multi-walled carbon nanotube (MWCNT), and polydimethylsiloxane (PDMS) elastomer. The LPLC in the PDMS forms a polymer-dispersed liquid crystal (PDLC) structure which can not only reduce the Young’s modulus but also contribute to the construction of conductive paths in the active layer. By optimizing the concentration of LC in PDMS elastomer, the resistive pressure sensor shows a high sensitivity of 5.35 kPa−1, fast response (<150 ms), and great durability. Fabrication process is also facile and the uniformity of the microstructures can be readily controlled. The pressure sensor offers great potential for applications in emerging wearable devices and electronic skins.
机译：电阻压力传感器通常在有源层或电极上采用微结构，例如孔和金字塔，以降低杨氏模量并提高灵敏度。然而，这样的压力传感器总是表现出复杂的制造过程，并且在控制微结构的均匀性方面有困难。在本文中，我们展示了一种高灵敏度的电阻式压力传感器，该传感器基于包括低极性液晶（LPLC），多壁碳纳米管（MWCNT）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）弹性体的复合材料。 PDMS中的LPLC形成了一种聚合物分散液晶（PDLC）结构，它不仅可以降低杨氏模量，而且有助于在有源层中构造导电路径。通过优化PDMS弹性体中LC的浓度，电阻压力传感器显示出5.35 kPa -1 的高灵敏度，快速响应（<150 ms）和出色的耐久性。制造过程也很容易，并且可以容易地控制微观结构的均匀性。压力传感器为新兴的可穿戴设备和电子皮肤中的应用提供了巨大的潜力。

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