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成果簡介

柔性器件已迅速開發(fā)并應用于各種應用。然而，關于可打印的石墨烯傳感器的報告很少，這些傳感器具有能夠進行呼吸和氣流監(jiān)測的定制結構和特性。本文，浙江大學陳星副教授團隊、Ming-Wei Chang在《ACS Appl. Nano Mater.》期刊發(fā)表名為“Graphene-Based Flexible Sensors for Respiratory and Airflow Monitoring”的論文，研究報道了一種基于石墨烯的錐形微點陣列（GSCA）柔性傳感器，采用直接墨水書寫3D打印方法制成，用于實時個人信號和空氣耦合檢測。

通過調整打印參數，傳感層具有微點特征的GSCA 3D結構可以提供低于60 ms的快速響應，并將靈敏度提高32.4%（26-78 kPa）、800%（78-102 kPa）和600%（102-160 kPa）。該傳感器具有11.4 Pa的低檢測限和較大的檢測范圍，線性靈敏度為1.4–509 kPa。兩個相鄰微點之間的蜘蛛腿狀微/納米纖維有助于電子傳輸和氣流傳感。結果表明，基于石墨烯的點傳感器在識別空氣強度以及呼吸和氣流方向方面的可行性。GSCA在實時個人監(jiān)控中的進一步驗證證明了多任務可穿戴傳感器的潛力。

圖文導讀

圖1.具有GSCA的石墨烯基傳感器的DIW和工藝參數評估

圖2.PEO/PANI/G 印刷傳感膜的 FTIR、EDS 和 SEM 結果

圖3.GSCA的基本工作原理和機電性能

圖4.GSCA的機電性能分析

圖5.全印刷GSCA的應用。

圖6.使用 GSCA 進行氣流檢測

小結

總之，DIW方法已被用于實現基于石墨烯的柔性傳感器，其GSCA用于可穿戴和氣流監(jiān)測。研究證明，GSCA是精確監(jiān)測脈搏、呼吸等。傳感器還可以根據一次刺激下的峰值數區(qū)分瞬態(tài)壓力和穩(wěn)壓。最后，DIW打印的CAGS已被證明能夠識別氣流耦合劑應用的氣流強度和方向。

文獻：