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基于双向冻结的超灵敏压力和弯曲传感器软弹性层状石墨烯气凝胶的合理设计( Rational Design of Soft Yet Elastic Lamellar Graphene Aerogels via Bidirectional Freezing for Ultrasensitive Pressure and Bending Sensors )
Peng Min Xiaofeng Li Pengfei Liu Ji Liu Zhong㈱hen Yu bidirectional freezing electrical resistances graphene aerogels graphene oxide pressure and bending sensors
为了降低石墨烯气凝胶压阻传感器的抗压强度，同时保持其弹性，从而提高传感器的灵敏度，在少量有机溶剂存在下，对氧化石墨烯悬浮液进行双向冷冻，然后冻干和热退火，制备出具有高弹性和良好电导网络的轻质层状石墨烯气凝胶(LGAs)。由于LGA的层状结构，其沿垂直于层状表面方向的抗压强度远低于表观密度相近的各向同性石墨烯气凝胶和单向取向石墨烯气凝胶，从而获得了高灵敏度的LGA压阻传感器，其灵敏度为3.69kPa1，检测限为0.15Pa。基于LGA的压阻式传感器具有超高的灵敏度和低的检测限，可以检测室温和液氮中的细微压力，并能检测动态力、频率和声音振动。此外，由于石墨烯片层之间的连接点较少，因此LGAs片可以集成为宽范围、灵敏的弯曲传感器，可以检测0°～180°的任意弯曲角度，检测限为0.29°，并能有效地检测手腕脉搏和手指弯曲的生物信号。采用添加乙醇的双向冷冻氧化石墨烯悬浮液，再经冷冻结合和热退火制备出柔软而有弹性的层状石墨烯气凝胶。气凝胶压阻式传感器具有3.69kPa1的高灵敏度和0.15Pa的低检出限，而气凝胶弯曲传感器具有较宽的检测范围和0.29°的低检出限。
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