南京工業(yè)大學(xué)：研發(fā)石墨烯/PU海綿傳感器，用于運動傳感和人機界面

柔性傳感器因其在人類活動監(jiān)測、醫(yī)療診斷和人機交互中的重要應(yīng)用而受到越來越多的關(guān)注。然而，合理設(shè)計具有理想性能（例如，高靈敏度和出色穩(wěn)定性）和擴展應(yīng)用的低成本傳感器仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

研究提出一種簡單且具有成本效益的策略，通過將聚氨酯（PU）海綿浸入氧化石墨烯溶液中，然后原位化學(xué)還原以構(gòu)建還原氧化石墨烯（RGO）包裹的PU海綿傳感器。

由于PU海綿和導(dǎo)電RGO層具有優(yōu)異的抗壓彈性，所構(gòu)建的柔性傳感器具有令人滿意的高靈敏度（17.65 kPa–1）在低負載范圍（0–3.2 kPa）、寬壓縮應(yīng)變范圍（0–80%）和可靠的穩(wěn)定性（8000 次循環(huán)）中。此外，這些傳感器可以成功地應(yīng)用于監(jiān)控人體運動和識別物體的重量。通過使用集成了信號采集電路的傳感器陣列，合理設(shè)計的傳感器可以在復(fù)雜任務(wù)中通過映射壓力的實時空間分布來實現(xiàn)觸覺反饋，并顯示出在柔性電子鋼琴、電子皮膚和家用電子產(chǎn)品遠程實時控制方面的潛在應(yīng)用。

壓阻式傳感器由高彈性3D多孔PU海綿組裝而成，該海綿包裹有導(dǎo)電RGO層，在壓縮過程中提供導(dǎo)電路徑。當(dāng)受到外部刺激時，導(dǎo)電RGO層中的微裂紋、變形和海綿骨架的接觸會導(dǎo)致電阻變化，使海綿傳感器具有更高的靈敏度（17.65 kPa–1）和長期耐用性（8000 次循環(huán)）。此后，傳感器可用于準(zhǔn)確檢測有規(guī)律的人體運動（例如，手指彎曲、手腕彎曲），或識別具有不同輸出電信號的各種重量的物體。此外，集成傳感器陣列和信號采集電路應(yīng)用于柔性電子鋼琴制造、電子皮膚以及通過藍牙技術(shù)遠程實時控制家用電子產(chǎn)品，為柔性電子在智能應(yīng)用場景中提供了可行的嘗試。

來源：傳感器專家網(wǎng)