直写打印银纳米线织物温度传感器|可穿戴测温新方案登 JMC C

智能可穿戴、医疗健康、工业物联网领域，柔性温度传感器是核心感知元件。传统柔性测温器件测温区间窄、温湿度干扰大、形变后信号漂移严重，难以适配长期动态监测场景。电子科技大学中山学院团队基于幂方微电子直写打印设备，开发银纳米线导电墨水，在织物基底制备高性能 PTC 柔性温度传感器，相关成果发表于《Journal of Materials Chemistry C》。

本文采用直写墨水打印技术，在织物基底上制备高灵敏度柔性温度传感器。优化后的打印参数（线间距 0.5 mm，打印 6 层）可获得均匀导电性能（方阻 9.71±0.21 Ω・sq⁻¹），并经 130 ℃烧结实现性能稳定。

得益于纳米网络中的声子‑边界散射效应，该传感器在‑15~180 ℃温度区间内，温度系数为 0.115‑0.315% ℃⁻¹，滞后效应可忽略（ΔH (T)＜1.32）。受织物热扩散率限制，器件热响应速度为 7‑102 s；借助光热转换效应，可实现毫秒级分辨的辐射探测（t₉₀ = 25.6±0.1 s）。环境测试表明：传感器测温精度可达 ±1.0 ℃，不受湿度（相对湿度 20‑80%）与气流干扰；同时存在可预测的压应变温度偏移（10 kPa 压力下 ΔT≈‑2.1 ℃）与弯折偏移（弯折 33.33% 时 ΔT≈2.5 ℃）。

该织物集成传感平台在生理运动监测等实际场景中得到验证（测温稳定性 ±2.0 ℃），突破了可穿戴器件柔性与测温精度之间的权衡矛盾，适用于穿戴式医疗健康以及工业传感领域。本研究解决了银纳米线在温度传感器应用中的现存局限，有力推动该类器件的实际落地。

现有银纳米线测温器件三大短板银纳米线（AgNWs）凭借高导电、高柔性优势，是柔性传感热门材料，但现有器件存在明显局限：

测温窗口窄：多数 AgNW 温度传感器仅覆盖 30–50 ℃或 ±20 ℃，无法兼顾低温、高温工业与人体监测。

环境抗干扰差：湿度、气流、弯折、压力会造成大幅测温偏移，无系统稳定性验证。

制备工艺受限：丝网、喷墨打印难以厚层均匀成膜，导电网络不均，滞后、重复性差。

针对以上问题，团队采用墨水直写（DIW） 成型工艺，自主调配羟甲基纤维素（HMC）改性银纳米线墨水，系统性优化打印、烧结全套工艺，实现织物基底一体化高性能测温器件。

本文利用定制银纳米线墨水，通过直写打印织物基底柔性温度传感器，优化工艺后导电均匀稳定。器件测温区间 - 15~180 ℃，低滞后、线性度佳，红外辐照下响应速度快；温湿度、气流、压力弯折干扰下测温精度可控，人体运动、工业测温场景验证可靠。该织物传感平台适配穿戴医疗与工业物联网，后续将集成无线电路、开发运动干扰补偿算法优化实用性。