清華大學石墨烯紙基壓力傳感器研討獲得重要進展!
已有人閱讀此文 - -8月11日,清華微結構電子系任天令專家教授精英團隊在《美國化學學會?納米》(ACS Nano)上發布了名為《用于動作探測的石墨烯紙基壓力傳感器》(“Graphene-Paper Pressure Sensor for Detecting Human Motions”)的科學研究畢業論文,完成了石墨烯紙壓力傳感器敏感度的進一步提高,該項成效針對柔性智能化可配戴感應器的發展趨勢具備積極意義。
柔性力學器件近幾年來遭受了學界和工業界的普遍關心。對比傳統式硬質的底材器件,柔性力學器件不在放棄特性的基本上,大大的提高了器件的可形變性,進而使其可以融入更加繁雜的應用領域,特別是在合適可配戴運用。石墨烯原材料自2004年被發覺至今,被廣泛運用于柔性力學器件中,這歸功于其與眾不同的電力學、力學等特點,石墨烯力學器件具備很高的敏感度。殊不知,目前石墨烯力學感應器遭遇眾多難題,存有制取加工工藝繁雜、可重復性與一致性較弱、產品合格率劣等缺陷,間距具體運用仍有很大間距。
石墨烯紙基壓力傳感器結構示意圖。該器件可以合理檢測脈率、吸氣等生理學主要參數。
任天令專家教授精英團隊創新能力地明確提出了石墨烯紙基壓力傳感器的新方式 ,可根據熱復原方式,將雙層混和的空氣氧化石墨烯水溶液與紙原材料變化為雙層石墨烯紙。運用石墨烯紙層間的氣體安全通道及其紙原材料與眾不同的微孔板構造,使石墨烯紙在工作壓力功效下,電阻值產生明顯轉變,進而大幅度提高了對工作壓力的檢測敏感度。根據選擇適度的石墨烯紙種類山石的疊加層數,還能夠進一步提高壓力傳感器的敏感度。該器件在可配戴運用層面能夠 完成脈率、吸氣及其多種多樣運動狀態的精準檢驗。除此之外,這一新式石墨烯紙基器件還具備環境保護、降低成本、高柔性等突顯優勢。
近些年,任天令專家教授著眼于科學研究提升傳統式器件的局限,為新一代微結構電子器件器件技術性打下基礎,特別是在關心石墨烯感應器的基礎研究與運用探尋,在新式石墨烯聲學材料器件和各種感測器器件層面得到了多種關鍵創新成果,如柔性石墨烯發音器件、智能化石墨烯人力喉、新式石墨烯阻變儲存器、光譜儀可調式的石墨烯發亮器件、石墨烯仿生技術神經遞質器件、可調式石墨烯地應力感應器等,有關成效發布在《自然?通訊》(Nature Communications)、《先進材料》(Advanced Materials)、《納米快訊》(Nano Letters)、《美國化學學會?納米》(ACS Nano)等著名學術刊物上。
清華微結構電子系博士研究生大學畢業生陶璐琪是文章內容第一作者,清華微結構電子系任天令專家教授和楊軼副教授職稱是畢業論文的通訊作者。該科研成果獲得了我國自然基金重點項目建設和國家科技部新項目的適用。
來源于:清華