柔性压力传感器因能精确检测外部压力并贴合复杂曲面，在健康监测与人机交互领域备受关注。然而，灵敏度、检测范围与机械稳定性之间的固有权衡严重制约了其性能提升与进一步发展。本文，东华大学 李玮教授、嘉兴大学 张焕侠副教授等在《Journal of Materials Science & Technology》期刊发表名为“High-performance pressure sensors based on graphene fibers with bilateral dense structures for human motion monitoring”的论文，研究采用湿法纺丝与基底辅助干燥策略，通过调控石墨烯纤维（GF）的形态结构优化导电网络。最终成功制备出高导电性（3.19×10⁴ S m⁻¹）、抗拉强度达179.6 MPa、应变能力达6.5%的致密带状GF，并将其应用于柔性压力传感器的传感层。
该基石碳纤维压力传感器在0-10kPa范围内展现出30.79kPa⁻¹的高灵敏度，即使检测范围扩展至150kPa仍保持15.59kPa⁻¹的灵敏度。此外，其响应/恢复特性迅捷（88毫秒/72毫秒），经10000次循环测试仍保持优异耐久性。该传感器能有效检测关节弯曲、腕部屈曲及脉搏跳动等细微生理信号，彰显其在健康监测与智能可穿戴设备领域的应用潜力。
图1. Design and applications of GF. (a) Schematic diagram of GO sheet alignment. (b) Schematic diagram of the GF-based sensing layer fabrication process. (c) Cross-sectional schematic diagram of the GF. (d) Schematic diagram of the GF pressure sensor. (e) Working mechanism of the GF pressure sensor. (f) Application of the GF sensor in motion detection.
综上所述，成功制备了基于双面高密度玻璃纤维（GF）的高性能柔性压力传感器。通过采用湿法纺丝技术结合基板辅助干燥策略，优化了GF的形态和层间堆叠结构，从而获得了高电导率（3.19×10⁴ S m⁻¹）和优异的机械性能（抗拉强度179.6 MPa，断裂应变6.5%）。制备的GF压力传感器在0-10 kPa压力范围内展现出30.79 kPa⁻¹的超高灵敏度，当检测范围扩展至150 kPa时仍保持15.59 kPa⁻¹的高灵敏度。此外，该器件展现出快速响应/恢复特性（响应时间88毫秒/恢复时间72毫秒），并在经历10000次加载循环后仍保持稳定的传感性能。该传感器能精确捕捉人体运动信号，如指关节弯曲、喉部振动和脉搏搏动，凸显其在健康监测、智能可穿戴设备及人机交互领域的巨大潜力。本研究为柔性传感材料设计提供了新思路，为高性能压阻式传感器的开发奠定了基础。
文献：https://doi.org/10.1016/j.jmst.2025.07.057
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