成果簡(jiǎn)介

柔性器件已迅速開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于各種應(yīng)用。然而，關(guān)于可打印的石墨烯傳感器的報(bào)告很少，這些傳感器具有能夠進(jìn)行呼吸和氣流監(jiān)測(cè)的定制結(jié)構(gòu)和特性。本文，浙江大學(xué)陳星副教授團(tuán)隊(duì)、Ming-Wei Chang在《ACS Appl. Nano Mater.》期刊發(fā)表名為“Graphene-Based Flexible Sensors for Respiratory and Airflow Monitoring”的論文，研究報(bào)道了一種基于石墨烯的錐形微點(diǎn)陣列（GSCA）柔性傳感器，采用直接墨水書(shū)寫(xiě)3D打印方法制成，用于實(shí)時(shí)個(gè)人信號(hào)和空氣耦合檢測(cè)。

通過(guò)調(diào)整打印參數(shù)，傳感層具有微點(diǎn)特征的GSCA 3D結(jié)構(gòu)可以提供低于60 ms的快速響應(yīng)，并將靈敏度提高32.4%（26-78 kPa）、800%（78-102 kPa）和600%（102-160 kPa）。該傳感器具有11.4 Pa的低檢測(cè)限和較大的檢測(cè)范圍，線性靈敏度為1.4–509 kPa。兩個(gè)相鄰微點(diǎn)之間的蜘蛛腿狀微/納米纖維有助于電子傳輸和氣流傳感。結(jié)果表明，基于石墨烯的點(diǎn)傳感器在識(shí)別空氣強(qiáng)度以及呼吸和氣流方向方面的可行性。GSCA在實(shí)時(shí)個(gè)人監(jiān)控中的進(jìn)一步驗(yàn)證證明了多任務(wù)可穿戴傳感器的潛力。

圖文導(dǎo)讀

圖1.具有GSCA的石墨烯基傳感器的DIW和工藝參數(shù)評(píng)估

圖2.PEO/PANI/G 印刷傳感膜的 FTIR、EDS 和 SEM 結(jié)果

圖3.GSCA的基本工作原理和機(jī)電性能

圖4.GSCA的機(jī)電性能分析

圖5.全印刷GSCA的應(yīng)用。

圖6.使用 GSCA 進(jìn)行氣流檢測(cè)

小結(jié)

總之，DIW方法已被用于實(shí)現(xiàn)基于石墨烯的柔性傳感器，其GSCA用于可穿戴和氣流監(jiān)測(cè)。研究證明，GSCA是精確監(jiān)測(cè)脈搏、呼吸等。傳感器還可以根據(jù)一次刺激下的峰值數(shù)區(qū)分瞬態(tài)壓力和穩(wěn)壓。最后，DIW打印的CAGS已被證明能夠識(shí)別氣流耦合劑應(yīng)用的氣流強(qiáng)度和方向。

文獻(xiàn)：