第一作者：：：何静松
通讯作者：：：刘贤哲、黄爱萍、罗坚义
配景介绍及内容概述
呼吸是主要的生命体征之一， ，，可用于康健评估和运动治理。柔性电阻应变传感用具有迅速度高、线性度好和响应速率快等特点， ，，为实时监测个人呼吸行为提供了时机。然而， ，，电阻式应变传感器保存一些要害问题， ，，如应变不匹配、接触性能差和湿度敏感性等， ，，这些问题很容易引起电气噪声， ，，从而限制了其应用场景。
克日， ，，壹号娱乐APP应用物理与质料学院、柔性传感质料与器件研究开发中心罗坚义教授、黄爱萍教授、刘贤哲博士团队报道了一种新型可拉伸碳纤维束应变传感器（SCFBSS）， ，，该传感器在0-40% 拉伸应变下体现出高度的线性度（R2=0.99601）， ，，且具有优异的抗滋扰性能（对弯曲、扭曲不敏感）、恒久耐用性和防水性等特点。别的， ，，还进一步开发了一套可衣着呼吸监测系统， ，，不但能准确分辨差别的呼吸模式， ，，提高早期疾病诊断的准确性， ，，还能远程捕获游泳历程中的实时呼吸信息， ，，指导游泳训练等。这批注， ，，壹号娱乐APP可拉伸应变传感器在用于康健监测和游泳运动呼吸训练指导的可衣着电子装备和智能服装中具有重大的应用潜力。
本文以”Waterproof, stretchable and wearable corrugated conductive carbon fiber strain sensors for underwater respiration monitoring and swimming instruction”为题揭晓在Applied Materials Today期刊上。
图1 实时监测游泳者呼吸状态的智能可衣着水下呼吸监测系统
图2 (a)用于呼吸监测的智能衣示意图和SCFBSS的结构图；；；(b) SCFBSS拉伸应变的事情原理；；；
图3 (a) SCFBSS的拉伸应力-应变曲线；；；(b) SCFBSS在差别拉伸应变下的I-V特征曲线；；；(c) SCFBSS的相对电阻随外部拉伸应变的转变；；；(d) SCFBSS对逐步增添的循环载荷的动态响应；；；(e) SCFBSS在0至30%应变规模内的滞后曲线；；；(f) SCFBSS在水中洗涤后的电输出性能， ，，插图显示了模拟的洗涤情形；；；(g) SCFBSS在空气和水情形中差别拉伸应变下的|?R|/R0转变；；；(h) SCFBSS在30%的拉伸应变下5000次循环的稳固性和可靠性， ，，插图显示了中心周期放大的|?R|/R0波形；；；(i) SCFBSS在拉伸、释放、弯曲和扭曲等差别机械滋扰下的抗滋扰性能。
图4 SCFBSS捕获到的种种呼吸状态：：：（a）正�：：：粑唬�；（b）快速呼吸；；；（c）缓慢呼吸；；；（d）深度呼吸；；；（e）潮式呼吸；；；（f）中止呼吸；；；(g) 模拟异�：：：粑牧粑嗖猓� ，，包括哮喘、呼吸暂�：：：椭舷�。
图5 智能呼吸监测系统在水下呼吸监测中的应用。(a) 智能呼吸监测系统监测效果图；；；（b）在空气中和（c）在水下的正�：：：粑嗖猓唬�；(d) 自愿者在水中换气的呼吸监测， ，，自愿者在水面上吸入空气， ，，然后在浸入水中时逐渐呼出；；；(e) 自愿者三种呼吸换气模式的输出响应曲线：：：一齐整呼吸、二齐整呼吸和三齐整呼吸。(f) 自愿者整个游泳历程的呼吸监测。
总结与展望
总之， ，，基于CFB质料通过结构设计， ，，制备出了一种新型SCFBSS， ，，它具有精彩的线性响应， ，，能够对呼吸时胸廓运动引起的拉伸应变做出响应。该传感用具有精彩的线性度（0~40% 拉伸应变下的 R2=0.99601）、抗机械滋扰、优异的稳固性、恒久耐用性和精彩的防水性。与纺织背心集成在一起的SCFBSS对呼吸胸腔缩短和放松引起的稍微应变坚持高迅速度。它能准确捕获呼吸的所有信息， ，，有助于区分正�：：：鸵斐５暮粑Ｊ剑� ，，提高医疗诊断的准确性。为了扩展SCFBSS的应用场景， ，，我们开发了一种智能可衣着呼吸监测系统， ，，用于收罗游泳时的实时呼吸信号， ，，其数据可作为评估个人肺功效和指导游泳训练的参考。效果批注， ，，壹号娱乐APP智能可衣着呼吸监测系统可为开发用于种种日常唬�；疃锌到〖嗖夂驮硕卫淼闹悄芊疤峁┬碌幕�。
作者及团队介绍
第一作者：：：何静松， ，，男， ，，壹号娱乐APP应用物理学院2021级质料与化工硕士研究生。
通讯作者：：：罗坚义， ，，男， ，，工学博士， ，，教授， ，，博士生导师， ，，现任壹号娱乐APP应用物理与质料学院院长， ，，壹号娱乐APP柔性传感质料与器件研究开发中心主任（首创人）， ，，国务院政府特殊津贴专家（2023）， ，，广东省优异青年基金获得者， ，，国家重点研发妄想智能传感重点专项会评专家， ，，南粤优异西席， ，，江门市首届“侨乡青年模范”， ，，江门市优异科技事情者， ，，江门市“十佳西席”。主要研究领域包括：：：柔性传感质料与器件应用（柔性触觉传感、温度传感、气压传感和弯曲传感等）；；；纳米功效质料合成；；；智能调光变色质料与器件。
通讯作者：：：黄爱萍， ，，女， ，，工学博士， ，，教授级高级工程师、壹号娱乐APP教授， ，，硕士生导师， ，，中国电源学会磁手艺专业委员会委员、中国电源学会会员、江门市一级高条理人才， ，，《磁性子料及器件》青年编委。恒久从事高性能软磁铁氧体质料研发及制造手艺研究， ，，科技效果“兼具双重特征高性能锰锌铁氧体质料”属于国际首创， ，，开创了海内锰锌铁氧体新质料研究局部引领天下的先河， ，，并实现了低本钱工业化。主要研究偏向：：：铁氧体、金属软磁及其复合质料的设计研发与制备手艺；；；种种传感器（力学、气体、磁场等）的设计与应用研究。
通讯作者：：：刘贤哲， ，，男， ，，工学博士， ，，讲师， ，，硕士生导师， ，，主持广东省基础与应用基础研究基金项目（青年基金项目）1项；；；主要研究偏向为：：：柔性传感质料和器件及其应用研究、新型光电质料与器件、喷墨印刷柔性电子器件。
附文献及DOI号：：：
Waterproof, stretchable and wearable corrugated conductive carbon fiber strain sensors for underwater respiration monitoring and swimming instruction
DOI: 10.1016/j.apmt.2024.102165
