成果简介
本文，暨南大学麦文杰研究员、北京纳米能源与系统研究所潘曹峰研究员、宁波材料所陈涛研究员、澳大利亚莫纳什大学Gao Wenchao等在《Advanced Functional Materials》期刊发表名为“Strain-Insensitive Self-Powered Tactile Sensor Arrays Based on Intrinsically Stretchable and Patternable Ultrathin Conformal Wrinkled Graphene-Elastomer Composite”的论文，研究提出基于晶片级图案化和可拉伸的纳米级超薄褶皱石墨烯-弹性体复合材料的应变不敏感自供电摩擦电触觉传感器。超薄石墨烯薄膜由无缺陷的石墨烯纳米片在空气-水界面上自组装，然后转移到 Ar 等离子体处理的聚（二甲基硅氧烷）（PDMS）预拉伸基材上。在应变消除后，由于等离子体处理导致内层和表面上的超薄二氧化硅状层之间的不匹配变形，弹性基材上会产生皱纹。
更重要的是，结合光刻和阴影掩模技术，开发了一种制备工艺，无需高温、退火、蚀刻、或有机溶剂操作。基于这种复合材料，制备了一种半透明的高度可拉伸的单电极摩擦纳米发电机（SE-TENG），TENG 可以拉伸到 100% 应变，而不会出现明显的功率输出衰减。此外，结合图案化技术制备了本质上可拉伸的自供电触觉传感器阵列，在人机交互界面和应变不敏感自供电压力传感器阵列方面具有良好的应用潜力。该研究为构建新型基于石墨烯的完全可拉伸软电子器件提供了可能，该器件可以受益于石墨烯所需的高性能，包括生物相容性、成本效益、柔性、高导电性和稳定性。
图文导读
图1、可拉伸褶皱Gr-PDMS 复合材料的制备
图2、褶皱Gr-PDMS 复合材料的拉伸机制和性能
图3、基于SE-TENG的褶皱Gr-PDMS复合材料的工作机械和性能
图4、软自供电触觉传感器阵列的设计及其在人机交互中的应用。
图5、高度灵活且本质上可拉伸的自功率传感器阵列，作为压力传感皮肤电子设备的核心平台。
小结
该研究的新型复合材料可以证明是构建各种新型石墨烯或其他二维材料应变不敏感的可拉伸和可穿戴传感器阵列的新机会，以满足稳定性、高导电性、生物相容性和成本等挑战性要求-有效的。
文献：https://doi.org/10.1002/adfm.202107281
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