成果简介
微结构在柔性电子产品中发挥着主导作用，以提高设备的性能，包括灵敏度、耐用性、可拉伸性等。然而，这些微结构复杂且昂贵的制造工艺极大地阻碍了高性能器件的大规模应用。本文，中国科学院空间应用中心 Qiushi Li等研究人员在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Laser-Induced Corrugated Graphene Films for Integrated Multimodal Sensors”的论文，研究通过激光诱导石墨烯技术在聚醚醚酮3D打印波纹衬底上制备柔性石墨烯传感器的新方法，称为 CLIG。
在此基础上，开发了两个集成压阻传感器来监测精确的应变和压力信号。得益于 3D 波纹石墨烯结构，应变和压力传感器的灵敏度可达 2203.5 和 678.2 kPa –1， 特别是基于 CLIG 的应变传感器对微变形（小至 1 μm 或 0.01% 应变）具有高分辨率和卓越的耐用性（15,000 次循环）；同时，压力传感器具有出色的工作范围 (1–500 kPa) 和快速响应时间 (24 ms)。此外，基于 CLIG 的传感器在人体运动监测、压力阵列和自感应软机器人系统的应用中提供了稳定的数据源。高精度使 CLIG 传感器能够识别更细微的信号，例如脉搏、吞咽、手势区分以及软机器人的运动状态。总体而言，该技术展示了一种以高效率和低成本制造高性能传感器的有前景的策略。
图文导读
图1. CLIG 薄膜的制作和表征。
图 2. 波浪形PEEK 基板的形成和重复激光的效果图示
图3. CLIG 薄膜的应变检测性能
图4. CLIG 压力传感器的结构和性能。
图5. CLIG 薄膜作为生理信号检测器的特性
图6. CLIG 薄膜制成的压力传感阵列的结构和应用。
图7. 自感应软抓手系统的应用。
小结
总之，我们报告了一种使用简单且具有成本效益的工艺为高性能传感器制造具有 3D 波纹结构的 LIG 薄膜的新策略，并开发了一系列基于 CLIG 方法和 3D 打印技术的多传感器系统。本文成功地展示了 CLIG 传感器作为人体生理运动检测器、压力传感器阵列和集成自感知软机器人系统的潜在应用。我们相信所提出的 CLIG 方法可以大大简化高性能集成传感系统的制造过程，并为在柔性电子领域的更多应用提供了重要的理论指导。
文献：https://doi.org/10.1021/acsami.1c12686
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