北京化工大學(xué)：具有梯度皺紋結(jié)構(gòu)的柔性激光還原石墨烯壓阻傳感器，用于可穿戴設(shè)備

時(shí)間：2025/3/18閱讀：319

用于監(jiān)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)的壓力傳感器越來越受到關(guān)注，運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域迫切需要具有良好靈活性和高靈敏度的可穿戴設(shè)備。本文，北京化工大學(xué)陳軻講師、潘凱研究員團(tuán)隊(duì)在《ACS Appl. Nano Mater》期刊發(fā)表名為“Flexible Laser-Reduced Graphene with Gradient-Wrinkled Microstructures for Piezoresistive Pressure Sensors"的論文，研究結(jié)合預(yù)拉伸和激光還原策略制作了一種基于石墨烯的壓力傳感器。這種方法不僅使氧化石墨烯層具有梯度皺褶結(jié)構(gòu)，還引入了膨脹多孔結(jié)構(gòu)。多級(jí)微孔梯度皺縮結(jié)構(gòu)使傳感器具有寬檢測(cè)范圍（33 Pa-6.67 kPa）、低檢測(cè)限（33 Pa）和高靈敏度（125.9 ± 10.8 kPa-1）。此外，該傳感器還具有良好的機(jī)械穩(wěn)定性和較短的響應(yīng)時(shí)間。更重要的是，所制備的傳感器在監(jiān)測(cè)大范圍運(yùn)動(dòng)（如手指和手腕的彎曲運(yùn)動(dòng)）方面的潛在應(yīng)用得到了證實(shí)。

我們通過簡(jiǎn)單的 PS&LR 方法制造出了柔性梯度皺紋石墨烯壓阻傳感器。由于結(jié)構(gòu)，柔性壓阻傳感器在低壓阻范圍（0.033-0.333 kPa）內(nèi)具有 125.9 ± 10.8 kPa-1 的優(yōu)異靈敏度，在大壓阻范圍（0.333-6.67 kPa）內(nèi)具有 42.8 ± 7.6 kPa-1 的高靈敏度。傳感器的檢測(cè)限為 33 Pa，并且在疲勞測(cè)試超過 5000 次后仍能保持初始機(jī)械穩(wěn)定性。所制備的壓阻傳感器可用于測(cè)試手指彎曲和手勢(shì)識(shí)別，如手勢(shì)所代表的數(shù)字。簡(jiǎn)而言之，這項(xiàng)工作提供了一種制造高性能壓阻傳感器的實(shí)用方法，該傳感器具有在廣泛的人類活動(dòng)監(jiān)測(cè)和手勢(shì)識(shí)別中應(yīng)用的潛力，為信息傳輸開辟了新的可能性。

來源：傳感器專家網(wǎng)

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