重庆大学李剑、黄正勇课题组《Nano Energy》：面向自供电测控系统的激光诱导石墨烯压力传感器和摩擦纳米发电机

成果简介

本文，重庆大学李剑、黄正勇课题组在《NanoEnergy》期刊发表名为“Laser-inducedgraphene (LIG)-based pressure sensor and triboelectric nanogenerator towardshigh-performance self-powered measurement-control combined system”的论文。研究通过简单、低成本的工艺制备了一种激光诱导石墨烯（LIG）电极的还原氧化石墨烯（rGO）布基压力传感器。其中LIG的多孔微结构可以提高布基压力传感器的灵敏度。该压力传感器的性能高、成本低，并具有环保性，可以检测微弱的动态身体信号和微小的静力差异。此外，结合该团队先前研究成果，构建了由布基压力传感器和LIG电极摩擦纳米发电机（TENG）组成的自供电测控系统。由此说明rGO布基传感器在自供电可穿戴设备、智能皮肤和人机交互方面具有一定的应用潜力。

本文，由重庆大学2020级博士夏圣垣和2020级硕士龙云峰为共同第一作者，黄正勇副教授和李剑教授为共同通讯作者为共同通讯作者。该研究也得到了国家重点研发计划项目《物联网智能感知终端平台系统与应用验证》的支持。

图文导读

图1. LIG电极的rGO布基压力传感器制备过程

图2. LIG电极的rGO布基压力传感器的应用。(a) 压力传感器在不同压力下的响应。(b-d) 压力传感器对微弱动态身体信号的响应。(e) 压力传感器的语音识别效果以及深度学习结果。

图3. 自供电测控系统。(a) 自供电测控系统示意图。(b) 自供电测控系统在不同情况（轻触、轻物、重物）的响应。

小结

本文提出的LIG电极的rGO布基压力传感器制备工艺简单且成本低。LIG电极不仅有助于提高压力传感器的灵敏度（从20.6 kPa-1到30.3 kPa-1），而且还提高了TENG的转移电荷密度（从160 µC/m2到270 µC/m2）。鉴于这些优势，构建了由基于LIG的压力传感器和TENG组成的高性能自供电测控系统，其在自供电可穿戴设备、智能皮肤和人机交互领域展现出了巨大的应用潜力。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107099