纺织基传感器是将传感器与纺织产品无缝集成，并与其他电子设备和系统兼容，且在长期使用和多次洗涤、拉伸、弯曲等情况下能够保持性能可靠、稳定、灵敏度高、可重复性好、适用性强、经济性好等应用性能。目前，我国在柔性传感器件方面取得了长足的进步，但相对于欧美等发达国家仍存在很多不足。

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纺织基柔性传感器面临的挑战

（1） 多轴向拉伸传感的稳定性较差

多轴向拉伸传感是一种能够测量物体在多个方向上运动状态的传感器。其通常包括多个单轴传感器的组合，可以测量物体在不同方向上的加速度、角速度、磁场强度等参数，从而实现对物体的姿态、方向、位置等信息的感知，被广泛应用于机器人、汽车、航空航天、医疗等领域。但目前我国大多数传感器在多轴向拉伸传感的稳定性上较差，仍有较大改进空间。

（2） 可穿戴产品的舒适性较差

舒适性方面的提升是可穿戴产品开发过程中面临的重要挑战之一。一方面，可穿戴设备体积和刚度通常较大，器件的柔软性不足导致其无法随人体运动时肢体的变化而做出相应的应变，长期使用容易造成佩戴不适感和负担感；另一方面，可穿戴产品为了提升产品的耐用性和使用性能，在材料选择上往往倾向于选择强力更好的化纤作为柔性传感器的基底，然而这在一定程度上牺牲了部分可穿戴产品舒适性，容易造成产品与皮肤之间摩擦，引起不适感和皮肤敏感反应。因此，在可穿戴产品基底材料选择上，应将产品的舒适性与耐用性综合考虑，提升用户的使用体验感。

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（3） 制备工艺复杂

纺织基传感器作为一种无源传感，可通过吸收或反射外界电磁波来实现信号的采集与传输，其制备方式主要是将导电纤维编织成织物，进而形成导电网络结构，或进行一定的后处理工艺，形成具有高效传感、监测的材料。其制作的复杂程度直接决定了该产品潜在的应用价值。同时，与之相应的需要更多的人力、物力、财力的投入，大量的生产成本制约了可穿戴设备的批量生产。如何在不牺牲产品性能的基础上简化生产工艺、节约生产成本是可穿戴产品在未来产品技术开发中重点攻克的难题。

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总之，由于我国在柔性传感方面起步较晚，仍存在很多不足之处及挑战，除上述问题外，还存在如材料性能的平衡、多信号源干扰、传感响应效率的提高、复合成型技术的成熟度、稳定性和耐久性的提升、一致性和可重复性的保证、高温环境适应性的增强、集成与兼容性问题以及抗干扰能力的提高等。这些问题需要科研人员在材料科学、电子工程、纺织技术等多领域进一步深入研究和创新来解决。

纺织基柔性传感器发展趋势

纺织基传感器具有柔软、耐用、生物相容、轻便等特点，可用于感知、监测各种物理量或化学物质。其类型丰富多样，主要包括应变传感器、界面力传感器、温度传感器、生物电极、气体传感器、液体传感器、压力传感器等，分别可以用于检测物体的形变或应变、测量接触界面的力、感知温度的变化、监测心电/脑电等生理信号、检测环境中的特定气体、检测液体的存在或性质、响应压力的变化等。纺织基柔性电子器件被广泛应用于可穿戴领域，不仅可满足对人们日常生活的监测需求，还可增加产品的附加值。

纺织基柔性传感器的制作通常涉及将功能性材料与纺织材料进行结合。为了提高其性能，研究人员在不断探索新的材料和技术。例如，采用石墨烯等材料制备导电浆料，以提高传感器的导电性、耐水洗性和热响应性等。目前，纺织基传感器的发展趋势包括性能提升、多功能集成、小型化与轻量化、柔韧性与可拉伸性增强、耐久性和稳定性改善、定制化与个性化、与物联网融合、在医疗健康等领域的应用拓展、更低成本以及抗干扰能力增强等。

更多内容，请关注纺织导报2024年第6期《纺织基柔性传感器件的研究与应用进展》一文。