传感器

高导电性三维石墨烯泡沫是通过化学气相沉积工艺制成的，其机械性能经过精心定制，与 PAAm 水凝胶的机械性能非常接近。得益于其内在的可拉伸性，GHSS 表现出卓越的应变传感性能和机械/电气鲁棒性，测量范围宽达 400%，应变检测限为 0.02%，动态响应迅速，响应时间为 64 毫秒，长期稳定性超过 10 000 次循环。

在我的二维生物电子学实验室，我们研究石墨烯等原子薄材料。我相信，这些材料的特性使它们非常适合用于先进的、不显眼的生物监测器。我的团队正在开发石墨烯电子纹身，任何人都可以将其贴在皮肤上进行化学或生理生物传感。

通过优化激光直写工艺参数，制备了界面可控的高导电性、亲水性的MoS2-石墨烯复合材料。对LIG电极和MoS2-LIG电极的电化学特性进行了全面的研究和讨论。在此基础上，制备了一种对称、柔性、共面的MoS2-LIG微超级电容器，并对其进行了分析。该器件具有较长的循环寿命和优异的机械稳定性，即使在弯曲条件下也是如此，因此非常适合集成到柔性和可穿戴设备中。

本研究报告了热电三维多孔激光诱导石墨烯泡沫的设计、评估和应用。该泡沫使用简单低成本的激光直写技术，结合预应变策略和高性能热电元件聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)(PEDOT:PSS)，形成可拉伸热电3D多孔石墨烯泡沫纳米复合材料用于解耦和自供电传感。多孔石墨烯中的π电子在PEDOT:PSS中进行π-π共轭，从而改变PEDOT:PSS基体内聚合物链的排列，从而提高塞贝克系数和热电性能。从热电多孔石墨烯泡沫基材料测量的电阻和电压分别提供了应变（最大计量系数为1401.5）和温度（分辨率为0.5°C）的解耦检测。

本文报道了一种基于单材料激光诱导石墨（LIG）的应变-温度双峰柔性应变传感器的制备方法。通过应用不同的激光工艺参数并集成到单材料LIG热电偶上，在聚酰亚胺（PI）衬底上感应出具有不同形态和微观结构的LIG电极。当LIG电极弯曲时，所制备的单材料LIG热电偶可以在电极电阻变化的情况下输出由外部温度激励的电动势。采用最佳工艺参数制作的传感器的应变系数可达12.14，塞贝克系数可达2.828 μV·K−1。在应用场景方面，将感应传感器粘贴在蚕丝手套上，实现手势识别和温度感应的应用。

在这项工作中，研究人员利用多材料、多层喷墨打印技术设计并制造了一种基于石墨烯的多功能传感器。在这种设计中，由三丙二醇二丙烯酸酯（TPGDA）绝缘层分隔的两个iGr层组成的器件被印刷在柔性Kapton基底上，形成iGr/TPGDA/iGr异质结构。该器件的整体尺寸为1.2 cm x 1.2 cm。

该研究建立了一个理论框架和仿真模型，用于设计激光诱导石墨烯（LIG）上的按需电化学沉积，从而生成氧化态可控的多尺度铜（Cu）材料。铜-石墨烯复合材料具有较高的表面质量和可靠性，可满足柔性电路的要求。该研究制作并表征了多层电路和复杂的功能器件，包括电化学传感器、薄膜加热器和无线湿度传感器，展示了 LIG-ECD 工艺的多功能性。这种方法可扩展到各种聚合物和金属沉积工艺，为开发高性能柔性电子器件铺平道路。

研究通过一种简单的刀片涂层方法，将掺氮还原氧化石墨烯（rGO）薄片分层沉积在聚二甲基硅氧烷（PDMS）层中，制备出了一种基于rGO的分层柔性三电传感器（HG-FTS）。

我们发现了一种独特的电子-质子耦合机制，它在两层薄膜的界面处产生了类似于半导体 PN 结中的内置电场的效应。这种机制可以驱动或影响 GO 薄膜内的质子，从而在环境条件发生变化时同时自发地检测紫外线、湿度和温度。

综上所述，通过PECVD在硅衬底上生长晶圆级三维石墨烯，成功研制出基于三维石墨烯的柔性应变传感器。随后，利用飞秒激光辅助剪纸技术对生成的材料进行图案化。制作完成的传感器单向应变系数（GF‖）为413，表现出明显的各向异性机电行为，横向应变系数（GF⊥）为22。

研究提出了一种由Calotropis gigantea纱线和氨纶弹性纱线制成的柔性织物传感器。利用聚多巴胺作为连接织物和氧化石墨烯的桥梁，通过原位还原在纤维表面形成了还原氧化石墨烯的层状结构。