为了降低镓基液态金属的表面张力,增加与其他基体结合的亲和性与稳定性,采用镓基液态金属(LM)与碳纳米管(CNT)制备具有良好亲和性的LM@CNT油墨作为导电材料,以水性聚氨酯(WPU)为弹性纤维基体,通过湿法纺丝工艺制备LM@CNT/WPU电阻应变传感纤维。对传感纤维的形貌和结构进行表征,并对其力学性能和拉伸应变传感性能进行测试。结果表明,利用CNT表面的羧基官能团与LM的Ga3+的络合作用能有效改善LM的表面张力和弹性基体润湿性,可以使LM均匀分布于纤维的内部与表面,赋予LM@CNT/WPU电阻应变传感纤维高灵敏度、快速响应、稳定、耐用的特性。在力学性能方面,纤维的杨氏模量为21.23 MPa,断裂伸长率为557%,表现出良好的机械性能和延伸性。在传感性能方面,电阻应变传感纤维在0～80%应变范围内的灵敏度可达2.13;当应变超过80%,灵敏度增加至3.78,并且随着应变的增大,纤维的灵敏度增强。经过循环1 000次的拉伸-回复测试,电阻应变传感纤维展现出优异的电阻信号稳定性,在人机交互、人体运动监测等应用领域具有较大的潜力。
