ACS Nano：理解石墨烯纺织品应变传感器拉伸响应的起源

成果介绍

基于纺织品基底的柔性应变传感器具有天然柔韧性、高灵敏度和大范围拉伸响应。然而，由于纺织品复杂且各向异性的子结构，导致了负微分电阻(NDR)响应，缺乏对机理的深入了解。

有鉴于此，清华大学任天令教授，杨轶副教授和田禾副教授（共同通讯作者）团队研究了具有明显NDR拉伸响应的石墨烯纺织品应变传感器，为机理研究提供了必要的研究平台。对单纤维束的开创性测量证实了亚几何尺度上NDR效应的存在。基于拉伸形貌的原位表征和测量结果，进行了定量行为分析，全面揭示了全范围拉伸电响应的起源。结果表明，产生NDR效应的主要因素是纤维在纤维束中的相对位移。基于神经脉冲样拉伸响应，进一步论证了纺织品应变传感器在阈值检测和近传感器信号处理方面的应用潜力。本文提出的NDR行为模型可以为可穿戴智能纺织品的设计和应用提供参考。

图文导读

图1. 石墨烯基纺织品应变传感器的形态组成及典型拉伸响应。

图2. 石墨烯基纺织品应变传感器的性能研究。

图3. 纺织品拉伸行为模型及仿真结果。

图4. 纺织品应变传感器的应用场景。

文献信息

Understanding the Origin of Tensile Response in a Graphene Textile Strain Sensor with Negative Differential Resistance

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c04348