石墨烯和MXene矩向模型压力检测海绵压力传感器阵列

文章来源：北科新材浏览次数：4241时间：2021-07-21 QQ学术交流群：1092348845

一、文章概述

柔性传感器是传感器领域的普遍方向之一，传感材料和结构是影响传感器性能的主要方面。文章研究了一种基于石墨烯/MXene-PDMS@海绵的柔性压力传感器。利用海绵的多孔骨架结构和石墨烯和MX烯的高导电率和协同作用，制备一套高灵敏度（0.053kPa−1）、高稳定性（2000循环加载）和变化性（0-35kPa检测极限），一体式传感器。在直肠模型压力检测实验中，传感器阵列可以有效地检测到静压、收缩压和相应的异常压力检测。实验结果表明，该传感器对检测直肠压力具有很好的应用前景。

二、图文导读

图1.a)石墨烯/MXene-PDMS@海绵柔性压力传感器制备流程图。b)石墨烯/MXene-PDMS@海绵柔性压力传感器阵列制备流程图。c)石墨烯/MXene的SEM图像-PDMS@海绵弹性压力传感器。d)钛元素的EDS图。e)C元件的EDS图。

图2.a)石墨烯/MXene-PDMS@海绵柔性压力传感器中MXene与石墨烯的质量比为3：0。b）2：1。c）1：1。d）1：2。e）0：3。

图3.a-e)分别表示传感器3：0、2：1、1：1、1：2、0：3时间传感器灵敏度测试图中MXene和石墨烯的质量比。f)不同比例二烯和石墨烯的灵敏度和检测范围的比较。

图4.a)石墨烯/MXene-PDMS@海绵传感器2000循环卸载实验。b)传感器响应时间测试。c)传感器梯形装卸实验。0.08Hz下传感器的d)加载-卸载实验。e)0.17赫兹。f)0.33赫兹。

图5.a)使用石墨烯/MXene-PDMS@海绵传感器检测直肠模型压力。b)反推模型的水中压力检测。c)矩形模型压力检测（局部压力异常）。

三、全文总结

总之，通过将石墨烯、MXene和PDMS固定在基于海绵制备的石墨烯/MXene-PDMS@的海绵柔性压力传感器内。由于PDMS的杨氏模量和粘度较低，石墨烯/MX烯可以稳定地固定在海绵内。利用石墨烯和氧化烯的协同效应，灵敏度和检测极限有很好的平衡。传感器灵敏度高，0%-80%的检测极限，超过2000次装卸实验，具有良好的一致性。利用传感器阵列进行直肠模型压力检测实验，可以在不同条件下对信号产生良好的响应，并具有区分不同条件的响应。由传感器阵列准备的传感器阵列也具有良好的分辨率。在下一步中，将对传感器阵列的可拉伸电极进行研究，以实现可拉伸的柔性压力传感阵列。传感器在直肠检测方面具有良好的应用前景，在人工智能的医学监测中发挥着重要作用。

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