KAIST的研究人員開發了一種新型的可穿戴應變傳感器，該傳感器基于碳納米管(CNT)嵌入彈性體的光學透過率的調制。 該傳感器能夠敏感、穩定和連續地測量物理信號。 這項技術，在3月4日的ACS應用材料和接口作為封面文章，顯示了巨大的潛力，以檢測微妙的人體運動和實時監測身體姿勢的醫療應用。

可穿戴應變傳感器必須具有高靈敏度、靈活性和延展性，以及低成本。 那些特別用于健康監測的產品也應與長期的固體性能掛鉤，并在環境上保持穩定。 基于壓電電阻和電容原理的各種可拉伸應變傳感器已經被開發出來以滿足所有這些要求。

傳統的壓電電阻應變傳感器使用功能納米材料，包括碳納米管作為最常見的例子，顯示出高靈敏度和偉大的傳感性能。 然而，它們的長期穩定性和線性差，以及相當大的信號滯后.. 作為一種替代，壓電電容應變傳感器具有更好的穩定性，更低的遲滯，更高的延展性。 但由于壓電電容應變傳感器表現出有限的靈敏度和由周圍環境中的導電物體引起的強電磁干擾，這些傳統的可拉伸應變傳感器仍然面臨著尚未解決的局限性。

由機械工程系Inkyu Park教授領導的KAIST研究小組建議，光學型可拉伸應變傳感器可以是解決傳統壓電電阻和壓電電容應變傳感器的局限性的一個很好的替代方案，因為它們具有較高的穩定性，并且不受環境擾動的影響。 該小組隨后介紹了一種基于CNT嵌合彈性體光透射率變化的光學可穿戴應變傳感器，進一步解決了傳統光學可拉伸應變傳感器的低靈敏度問題。

為了實現傳感器的大動態范圍，樸教授和他的研究人員選擇Ecoflx作為彈性體基板，具有良好的機械耐久性、靈活性和對人體皮膚的可附著性，研究小組開發的新型光學可穿戴應變傳感器實際上顯示了0到400%的寬動態范圍。

此外，研究人員還將嵌入在Ecoflx襯底上的多壁碳納米管薄膜內的拉伸應變下的微裂紋擴展，改變了薄膜的光學透過率。 通過這樣做，他們可以開發一種比傳統光學可拉伸應變傳感器具有10倍靈敏度的可穿戴應變傳感器。

該傳感器也通過了耐久性試驗，取得了優異的效果。 傳感器在13，000套循環加載后的響應是穩定的，沒有任何明顯的漂移。 這表明，即使傳感器在長時間和各種環境條件下反復使用，傳感器響應也可以不退化地使用。

利用所開發的傳感器，研究小組可以測量手指彎曲運動，并將其用于機器人控制。 他們還開發了一種用于身體姿勢監測的三軸傳感器陣列.. 該傳感器能夠監測人的運動與小應變，如脈搏接近頸動脈和肌肉運動圍繞嘴在發音。

樸教授說：“在本研究中，我們小組開發了一種新的可穿戴應變傳感器平臺，克服了以前開發的電阻、電容和光學型可拉伸應變傳感器的許多局限性。 我們的傳感器可以廣泛應用于各種領域，包括軟機器人、可穿戴電子產品、電動皮膚、醫療保健甚至娛樂。

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