可穿戴压力传感器可以帮助监测人体健康，实现人机交互。正在不断努力以实现在设备结构上具有多功能性和在机械刺激下具有高灵敏度的压力传感器。

发表在 npj Flexible Electronics杂志上的一篇文章 报道了使用聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 经纱和聚偏二氟乙烯 (PVDF) 纬纱制造织物压电压力传感器。使用大约 2 米的织物尺度展示了开发的压力传感器的基于编织图案的压力传感性能。

结果表明，使用 2/2 纬纱图案优化的压力传感器的灵敏度比 1/1 图案高 245%。此外，各种输入源，包括弯曲、挤压、起皱、扭曲和各种人体运动，被用来评估优化织物的性能。在这项工作中，具有阵列触摸像素单元的基于织物的压力传感器表现出稳定的传感性能和高灵敏度。

压电压力传感器

智能机器人和可穿戴电子设备的快速发展，催生了各种基于柔性压力传感器的新型设备，在电子、工业、医疗等领域的应用得到高速发展。

压电是在受到机械应力的材料上产生的电荷。不对称材料中的压电允许机械应力和电荷之间存在线性、可逆的关系。因此，当一块压电材料发生物理变形时，就会产生电荷，反之亦然。

压电设备可以利用免费的机械源，为消耗低功率的电子元件提供替代能源。材料类型和器件结构是生产基于机电耦合的传感器件的关键参数。除了高压电无机材料外，具有机械柔性的有机材料也在可穿戴设备中进行了探索。

通过静电纺丝方法加工成纳米纤维形式的聚合物被大规模用作压电能量收集器。压电聚合物纳米纤维有助于为可穿戴应用创建基于织物的设计结构，确保在各种环境下基于机械弹性的机电发电。

为此，压电聚合物，包括 PVDF 及其衍生物，被广泛使用并具有很强的压电性。这些 PVDF 纤维通过拉伸和加捻加工成织物，用于压电应用，包括传感器和发电机。

编织图案相关的织物压电压力传感器

在目前的工作中，基于 PVDF 纳米纤维纱线的织物发生器采用 50 个喷嘴静电纺丝的顺序工艺构建，其中使用 50 个喷嘴有助于使用带有旋转带的传送带生产纳米纤维垫。使用 PET 纱线创建了不同的编织结构，包括 1/1（平纹）、2/2 和 3/3 纬纱罗纹图案。

以前的工作报告了在光纤收集器鼓上以排列铜线的形式使用铜进行光纤对准。然而，目前的工作包括在传送带上以 1.5 厘米的间隔排列的平行铜棒，这有助于根据进入的带电纤维和附着在铜上的纤维表面上的电荷之间的静电相互作用来对齐纺成的纤维。

与先前报道的电容式或压阻式传感器不同，本工作中提出的织物压力传感器对从 0.02 到 694 牛顿的广泛输入力作出响应。此外，建议的织物压力传感器在标准洗涤五次后保留了 81.3% 的初始输入，表明压力传感器的耐用性。

此外，评估编织 1/1、2/2 和 3/3 纬纱罗纹图案的电压和电流结果的灵敏度值显示，2/2 和 3/3 纬纱的高电压灵敏度为 83 和 36 毫伏/牛顿罗纹压力传感器分别证实，与 1/1 纬纱罗纹压力传感器的 24 毫伏/牛顿相比，这些压力传感器的灵敏度提高了 245% 和 50%。

结论

总之，本研究展示了结合压电 PVDF 纳米纤维纱线的高灵敏度和可穿戴织物压力传感器。制造的压力传感器具有 0.02 到 694 牛顿的广泛输入力。

在单个原型静电纺丝机上使用了 50 个喷嘴，并使用基于铜棒的间歇式输送机生产了连续的纳米纤维垫。在周期性压缩下，所制备的具有 2/2 纬向罗纹图案的织物的灵敏度为 83 毫伏/牛顿，比 1/1 纬向罗纹的情况高出约 245%。

提议的全织物压力传感器通过使它们经受生理运动（包括扭曲、弯曲、皱缩、跑步和行走）来监测电信号。此外，这些织物压力传感器在耐用性方面与普通织物相当，即使经过 5 次标准洗涤，仍能保持大约 81.3% 的初始输出。此外，制备的织物传感器在健康系统中有效，可根据连续的人类步行段生成电信号。