厦门大学《Carbon》：通过激光还原氧化石墨烯轻松制备用于无接触式人机界面的快速响应柔性温度传感器

成果简介

温度传感器在医疗保健、人机界面、机器人等领域不可或缺。然而，仍然需要轻松快速地制造具有良好性能的柔性温度传感器。本文，厦门大学周伟教授团队在《Carbon》期刊发表名为“Facile fabrication of a fast-response flexible temperature sensor via laser reduced graphene oxide for contactless human-machine interface”的论文，研究基于用于无接触式人机界面的激光还原氧化石墨烯（GO），以一种简便的方式制备了一种快速响应的柔性温度传感器。系统地研究了GO浓度和激光扫描线间距对温度传感器灵敏度的综合影响。揭示了两个关键工艺参数、材料特性和传感器灵敏度之间的内在相关性。

结果表明，当GO浓度为4mg/mL且扫描线间距为0.12mm 时温度传感器达到了0.37% °C -1的最高灵敏度。采用优化工艺参数制作的温度传感器还具有响应时间快、线性好、滞后小、重复性好、性能稳定等特点，成功用于监测人体呼吸、吹气和曲面温度时空变化。传感器还可以检测手指接近度。此外，还制造了一个3×3柔性温度传感器阵列，用于非接触式密码锁解锁。制造的阵列揭示了本研究中开发的传感器在无接触式人机界面方面的巨大潜力。

图文导读

图1。(a) 柔性温度传感器的制造。(b) 温度传感器示意图。(c) 在正常状态下制造的柔性温度传感器的光学图像。(d) 弯曲柔性温度传感器的光学图像。

图2、LrGO的拉曼光谱表征

图3、传感器稳定性，延迟性，响应/恢复时间，和可重复性

图4。(a) 传感器在弯曲角度为 10°、20°、30° 和 40° 时的归一化初始电阻。(b) 传感器在弯曲角度为 0°、10°、20°、30° 和 40° 时的归一化温度响应。(c) 弯曲500和1000次循环后归一化电阻的变化。(d) 从65%到95% RH的湿度稳定性测试。

图5。传感器应用测试

图6、无接触人机界面应用测试

小结

基于 LrGO 以简便快速的方式制造了具有接近检测的快速响应柔性温度传感器。结果成功证明，开发的柔性LrGO温度传感器可用于无接触式人机界面。

文献：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.10.064