ACS Appl. Mater. Interfaces：利用功能化石墨烯多层的韧性断裂准确监测小应变,用于音色识别

成果介绍

灵敏度和线性度是柔性应变传感器的两个关键参数。尽管引入微结构可以有效地提高灵敏度，但是导电路径的突然中断又导致线性度变差。在实际应用中，为了精确检测细微的应变，同时需要高灵敏度和高线性度。

有鉴于此，近日，西南交通大学Yang Tingting等报道了基于功能化石墨烯多层（FGMs）韧性断裂的应变传感器设计策略，其中导电路径逐渐断开以确保高灵敏度，同时极大地改善了传感器的线性响应。含氧官能团的存在在灵敏层的变形和断裂行为中起关键作用。在0-2.5％的应变范围内，同时实现了高灵敏度（~200）和高线性度（R2~0.99936）。此外，该传感器还显示出超低检测极限（ε<0.001％），超快速响应（响应时间~50 μs），良好的稳定性以及与复杂曲面制造兼容的良好图案化能力。这些出色的性能使基于FGM的应变传感器能够准确区分声音的幅度和频率，突出了该传感器作为人类语音检测智能设备的潜力。这种传感器在智能皮肤、可穿戴电子器件、机器人技术等领域具有潜在的应用。

图文导读

图1. 断裂行为。

图2. 机电性能。

图3. 理论模型与结果。

图4. 含氧官能团的作用。

图5. 在平面和曲面上的FGM图案。

图6. 基于FGM的传感器对声学振动的响应。

文献信息

Accurate Monitoring of Small Strain for Timbre Recognition via Ductile Fragmentation of Functionalized Graphene Multilayers
(ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, DOI:10.1021/acsami.0c16855)

文献链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c16855