南京工業(yè)大學：研發(fā)石墨烯/PU海綿傳感器，用于運動傳感和人機界面

柔性傳感器因其在人類活動監(jiān)測、醫(yī)療診斷和人機交互中的重要應用而受到越來越多的關注。然而，合理設計具有理想性能（例如，高靈敏度和出色穩(wěn)定性）和擴展應用的低成本傳感器仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

研究提出一種簡單且具有成本效益的策略，通過將聚氨酯（PU）海綿浸入氧化石墨烯溶液中，然后原位化學還原以構(gòu)建還原氧化石墨烯（RGO）包裹的PU海綿傳感器。

由于PU海綿和導電RGO層具有優(yōu)異的抗壓彈性，所構(gòu)建的柔性傳感器具有令人滿意的高靈敏度（17.65 kPa–1）在低負載范圍（0–3.2 kPa）、寬壓縮應變范圍（0–80%）和可靠的穩(wěn)定性（8000 次循環(huán)）中。此外，這些傳感器可以成功地應用于監(jiān)控人體運動和識別物體的重量。通過使用集成了信號采集電路的傳感器陣列，合理設計的傳感器可以在復雜任務中通過映射壓力的實時空間分布來實現(xiàn)觸覺反饋，并顯示出在柔性電子鋼琴、電子皮膚和家用電子產(chǎn)品遠程實時控制方面的潛在應用。

壓阻式傳感器由高彈性3D多孔PU海綿組裝而成，該海綿包裹有導電RGO層，在壓縮過程中提供導電路徑。當受到外部刺激時，導電RGO層中的微裂紋、變形和海綿骨架的接觸會導致電阻變化，使海綿傳感器具有更高的靈敏度（17.65 kPa–1）和長期耐用性（8000 次循環(huán)）。此后，傳感器可用于準確檢測有規(guī)律的人體運動（例如，手指彎曲、手腕彎曲），或識別具有不同輸出電信號的各種重量的物體。此外，集成傳感器陣列和信號采集電路應用于柔性電子鋼琴制造、電子皮膚以及通過藍牙技術遠程實時控制家用電子產(chǎn)品，為柔性電子在智能應用場景中提供了可行的嘗試。

來源：傳感器專家網(wǎng)