成果简介
可穿戴压力传感器对于实时监测人类活动和仿生机器人状态至关重要。本文，中国科学院化学研究所Changshui Huang、中国科学院青岛生物能源与过程技术研究所张明佳等研究人员在《Nano Lett》期刊发表名为“Ultrasensitive Pressure Sensor Sponge Using Liquid Metal Modulated Nitrogen-Doped Graphene Nanosheets”的论文，研究通过一种简便的方法制备了超灵敏压力传感器海绵，实现了超灵敏压力传感用于可穿戴健康监测。由于海绵骨架结构中的液态金属在压力下有利于调节与掺氮的接触面积石墨烯纳米片，从而促进界面处的电荷转移，这种传感器表现出快速的响应和恢复速度，响应/恢复时间为0.41/0.12s，响应范围广泛，灵敏度高达 476KPa –1。值得注意的是，基于液态金属的海绵压力传感器可以实时准确地监测人体脉搏、皮肤压力、咽喉吞咽等活动，具有广阔的应用前景。这些结果为制造易于感知的压力传感器提供了一种方便且低成本的方法，扩大了液态金属基复合材料在未来电子皮肤开发中的应用潜力。
图文导读
图1. PDMS/LM/N-GNS海绵压力传感器的制造和形态表征。
图2. 传感器响应压力的电气特性
图3. PDMS/GNS和PDMS/LM/GNS海绵传感器压力响应性能及比较
图4、 详细响应流程及相关工作机制
图5. 人体生理信号或关节运动的监测测量
小结
综上所述，本文提出了一种制备基于PDMS/LM/N-GNS的超灵敏压力传感器海绵的简便方法，该海绵具有高响应值、高灵敏度、快速响应/恢复速度和广泛的压力传感工作范围。同时，也证实液态金属的引入显著改善了压力传感器的响应特性，为提高传感器性能提供了一种高效、廉价且简单的策略。尤其是低弹性模量3D海绵结构与液态金属的优异特性相结合，有助于显著提高柔性压力传感器的整体性能。由于PDMS/LM/N-GNS海绵的高灵敏度，它可以实时监测人体活动和健康状况。
文献：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04976
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