科院物理所科研人員最近在石墨烯電子皮膚研究中取得系列進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)·納米》等雜志。
完美石墨烯是半金屬或者說是零帶隙半導(dǎo)體，在面內(nèi)具有極高的機(jī)械強(qiáng)度。這使其應(yīng)用于應(yīng)力傳感器件時(shí)主要面臨兩方面困難：一是應(yīng)力測(cè)量范圍不大;二是測(cè)量精度不夠高。
為此，中科院物理所博士生趙靜等在導(dǎo)師時(shí)東霞、張廣宇的指導(dǎo)下，提出了一種石墨烯波紋結(jié)構(gòu)應(yīng)力傳感器，使應(yīng)力測(cè)量范圍超過30%;設(shè)計(jì)了一種基于隧穿效應(yīng)的納米石墨烯薄膜應(yīng)力傳感器，使靈敏因子提高到500以上。
據(jù)了解，所生長(zhǎng)的石墨烯不但具有納米尺寸，而且具備準(zhǔn)連續(xù)的特點(diǎn)。這種準(zhǔn)連續(xù)的納米石墨烯薄膜還可轉(zhuǎn)移到柔性襯底上，制作柔性、透明的高靈敏度應(yīng)力傳感器，進(jìn)而應(yīng)用于人造電子皮膚等領(lǐng)域。同時(shí)，這種柔性的應(yīng)力傳感器具有良好的穩(wěn)定性，在經(jīng)過大于萬次的壓力測(cè)試后，其初始電阻沒有明顯變化。此外，這種石墨烯電子皮膚由于厚度小，可被黏在手指上檢測(cè)關(guān)節(jié)活動(dòng)。
相關(guān)專家表示，這種基于石墨烯隧穿效應(yīng)的應(yīng)力傳感器具有可拉伸、靈敏度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、透明等特點(diǎn)，在人造皮膚、觸摸屏等方面顯示了巨大的應(yīng)用潛力。
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