成果简介
近年来，可穿戴柔性传感器因其在监测人体生理信号方面的潜力而备受关注。目前的研究重点是具有宽线性范围、高灵敏度和出色可靠性的柔性传感器。微纳结构的出现在一定程度上平衡了这三个特点。本文，天津城建大学罗春丽 副教授、Wei-Guo Yan等研究人员在《ACS Appl. Nano Mater.》期刊发表名为“Expanding Laser-Induced Graphene and Polydimethylsiloxane Microstructure Flexible Sensor: Innovative Design and Application Research Inspired by Fingerprint”论文，研究受人体指纹微纳结构的启发，提出了一种类似指纹的柔性传感器，它结合了具有光栅结构的聚二甲基硅氧烷和激光诱导石墨烯。
这种类指纹柔性传感器具有几个理想特性：更宽的线性范围（0-180°）、更快的响应时间（0.3 秒）、更高的灵敏度（688.5 kPa-1）和出色的可靠性（大于 10,000 次循环）。这些特点使得类似指纹的柔性传感器特别适用于检测各种人体生理信号，包括手指弯曲、肘部弯曲、指压和脉搏。因此，将多个类指纹传感器集成到人体生理信号监测应用中具有相当大的潜力。这种方法为可穿戴柔性传感器的未来发展提供了一个前景广阔的方向。
图文导读
图1.显示类指纹柔性传感器的制备过程。
图2.显示LIG的表面特性。
图3.显示了柔性微纳米结构的工作原理。
图4.显示类似指纹的柔性传感器的性能测试。
图5.显示温度对类指纹柔性传感器性能的影响，以及向柔性传感器施加不同电压时传感器的温度变化。
图6.显示类似指纹的柔性传感器应用测试。
小结
受到指纹的灵敏度和适应性的启发，作者制备了一种类似指纹的柔性传感器。该传感器在结构设计、材料和制造方法方面具有多项优势。首先，指纹状结构易于制造，可以在大面积上生产。其次，在类似指纹的结构上沉积一层银色薄膜可显著提高传感器的灵敏度和线性范围。最后，该材料的指纹状结构将温度对传感器的影响降至最低，使其几乎可以忽略不计。综上所述，我们已经证明，这种类似指纹的柔性传感器具有高灵敏度、广泛的线性范围和强大的可靠性。通过使用光栅模板和LIG方法，提出了一种简单、低成本的指纹式柔性传感器制备方法。指纹式柔性传感器的灵敏度高达688.5 kPa–1线性度范围高达 20 kPa。此外，集成的热疗功能为柔性传感器在人体损伤康复中的应用开辟了新的途径。因此，该传感器在综合性能方面优于其他柔性传感器，在人体健康监测、运动和姿势检测以及康复领域具有巨大潜力。
文献：https://doi.org/10.1021/acsanm.4c02821
本文来自材料分析与应用，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
