斯威本科技大学等《Nanoscale》：瞬间闪光曝光制成的超高灵敏度微悬崖型石墨烯，用于可穿戴压力传感器

成果简介

可穿戴和高灵敏度压力传感器对于机器人、健康监测和生物医学应用非常重要。为了在广泛的工作范围内同时实现高灵敏度，快速响应时间（在几毫秒内）、最小滞后和出色的循环稳定性对于高性能压力传感器至关重要。然而，这仍然是一个重大挑战。

本文，斯威本科技大学等的研究人员在《Nanoscale》期刊发表了名为“An ultrahigh sensitivity micro-cliff graphene wearable pressure sensor made by instant flash light exposure”的论文，研究报提出概念性微悬崖设计石墨烯传感器，在0-255 kPa 的宽工作范围内灵敏度高达72 568kPa-1，这比最先进的报告灵敏度高一个数量级。

此外，检测限可低至0.35Pa，快速响应时间小于5ms。该传感器还具有最小的滞后和出色的5000次循环的循环稳定性，所有这些都满足理想压力传感器的要求。更有趣的是，通过在150 毫秒内使用单个手电筒脉冲快速且可扩展地还原氧化石墨烯制成的微悬崖式石墨烯传感器，并已集成到可穿戴智能鞋垫和电子手套原型中，用于演示健康监测应用. 这种微悬崖型石墨烯压力传感器实现了创纪录的高灵敏度，为传感器研究带来了新的可能性，并有望获得广泛的应用。

图文导读

图1、微悬崖结构石墨烯压力传感器的示意图。

图2、 模拟微悬崖结构

图3、微悬崖型石墨烯传感器的制作和组装过程

图 4、 微悬崖结构生成的理论与实验研究

图5、微悬崖结构压力传感器的性能

图6、微悬崖型石墨烯传感器的应用

小结

总之，提出并展示了由独特的微悬崖结构实现的高性能石墨烯压力传感器。通过闪蒸还原的传感器制造方法是即时的，简单，节能，并且不含有害的还原化学品，因此适合大规模批量生产。

文献：https://doi.org/10.1039/D1NR04333A