KAIST的研究人员已经开发了一种新型的可佩戴的应变传感器，该传感器基于嵌入碳纳米管的弹性体的光学透射率的调制。该传感器能够对物理信号进行灵敏、稳定和连续的测量。这项技术作为封面文章出现在3月4日的《美国化学学会应用材料与界面》杂志上，展示了检测人体细微运动和实时监控人体姿势在医疗保健应用方面的巨大潜力。

可佩戴的应变传感器必须具有高灵敏度、灵活性和延展性，以及低成本。尤其是那些用于医疗检测的设备也应该具备长期稳定性能，并与环境稳定性相结合。基于压阻和电容原理的各种可拉伸应变传感器已经被开发出来以满足所有这些要求。

使用功能纳米材料(包括碳纳米管作为最常见的例子)的传统压阻应变传感器已经显示出高灵敏度和良好的传感性能。然而，它们具有较差的长期稳定性和线性度，以及相当大的信号迟滞。作为替代方案，已经提出了具有更好的稳定性、更低的滞后和更高的拉伸性的压电电容应变传感器。但是由于压电-电容应变传感器表现出有限的灵敏度和周围环境中的导电物体引起的强电磁干扰，这些传统的可拉伸应变传感器仍然面临有待解决的局限性。

一个由机械工程系的Inkyu Park教授领导的KAIST研究小组提出，光学型可拉伸应变传感器是解决传统的压阻和压电电容应变传感器的局限性的一个很好的选择，因为它们具有高稳定性并且较少受到环境干扰的影响。该团队随后引入了基于嵌入碳纳米管的弹性体的透光率变化的光学可佩戴应变传感器，这进一步解决了传统光学可拉伸应变传感器的低灵敏度问题。

为了实现传感器的大动态范围，Park教授和他的研究人员选择了Ecoflex作为弹性基底，该基底具有良好的机械耐久性、柔韧性和在人体皮肤上的附着性，由研究小组开发的新型光学可佩戴应变传感器实际上显示出0至400%的宽动态范围。

此外，研究人员在拉伸应变下将微裂纹扩展到嵌入Ecoflex衬底的多壁碳纳米管薄膜中，改变了薄膜的透光率。通过这样做，他们有可能开发出灵敏度比传统光学可拉伸应变传感器高10倍的可佩戴应变传感器。

提出的传感器也通过了耐久性测试，结果非常好。传感器在13，000组循环载荷后的响应是稳定的，没有任何明显的偏移。这表明即使传感器在各种环境条件下重复使用很长时间，传感器响应也可以在没有退化的情况下使用。利用开发的传感器，研究小组可以测量手指弯曲运动，并将其用于机器人控制。他们还开发了一种用于身体姿势监测的三轴传感器阵列。这种传感器能够用小的应变来监测人的运动，例如在发音时颈动脉附近的脉搏和嘴周围的肌肉运动。

Park教授说，“在这项研究中，我们小组开发了一种新的可穿戴应变传感器平台，克服了以前开发的电阻式、电容式和光学式可拉伸应变传感器的许多局限性。我们的传感器可广泛应用于各种领域，包括软机器人、可穿戴电子产品、电子皮肤、医疗保健，甚至娱乐。”