传感器

本文从自供能器件的基本能量转化原理出发，介绍了石墨烯在电化学、光伏、摩擦电、水伏以及热电、压电、热释电等多种供能类型的自供能传感器件中的应用，并展望了基于石墨烯的自供能传感器件的未来发展、挑战和前景。

近日，苏州纳米所钱波团队最新报道了用于电磁干扰屏蔽和压阻传感器应用的3D打印轻型层状石墨烯气凝胶的新策略，该研究成果以“A New Strategy of 3D Printing Lightweight Lamellar Graphene Aerogels for Electromagnetic Interference Shielding and Piezoresistive Sensor Applications”为题发表在《Advanced Materials Technologies》期刊上。

这种石墨烯/NC温度传感器在常温下保持绝缘状态，一旦遇到高温（例如遇到火情），即可快速转变为导电状态。得益于NC在高温下的快速化学反应，这种传感器的响应时间很短。以石墨烯/ NC（1:9，wt%）温度传感器为例，它可以在高达200 ℃的室温下保持稳定绝缘状态，一旦环境温度超过其响应温度（232℃），在4.4秒内即可发出警报。此外，该温度传感报警器可以通过调节石墨烯/ NC的比例来调整其响应温度及时间，适用于不同的环境要求，在室内和室外环境下都具有极大应用潜力，可以运用在涂料、壁纸等复合材料中。另外还需要强调的是，由于NC高温热解不受限于其它外界条件，因此该温度传感报警器还可以在极端条件下工作，例如水下、惰性气体氛围、甚至真空状态中。

通过简单地组装三层双面激光定制的Nomex纸来实现接收指令（压力感应能力）和提供反馈（发声能力）的功能集成。该集成器件不仅对类似于轻柔手指按压（约10kPa）的压力具有灵敏的响应（约50ms响应时间），而且可以发出具有更大声音的高质量声音信号压力水平（约70分贝在1W/cm2功率密度）。此外，还展示了两个概念验证演示，即按音频垫和响应命令的耳机，以证实信息交换活动的可行性。

Cheng和他的团队应用这项技术制造了一种基于多孔石墨烯泡沫材料的自供电可拉伸健康监测仪。利用激光技术，制造商可以以低成本制造出各种形状的层状石墨烯泡沫材料。当被以合适的架构使用时，石墨烯可以从运动（如人体运动）中获取能量，并将其作为电能存储在微型超级电容器中。