传感器

本研究推出了一款便携式可穿戴传感器，用于中风诱发失语症的康复治疗。该传感器融合柔性、超敏感且耐用的双模传感系统：基于Ag-MnO₂的海胆状纳米粒子压力传感器用于检测高频声带振动，垂直石墨烯/聚二甲基硅氧烷（VGr/PDMS）应变传感器则捕捉低频肌肉运动。

在光激活气体传感器中，GQD已被用于提高金属氧化物基传感层的气体传感性能，尽管大多数研究主要集中在通过杂原子官能团进行表面化学修饰的作用上，但对GQD的电子能带结构的作用的讨论有限。通过将可调带结构与表面功能相结合，我们强调了它们在推进光激活气体传感器方面的卓越多功能性。

本工作描述了利用激光诱导石墨烯（LIG）驱动的3D打印技术和传统的渗透工艺组装石墨烯基导电聚合物复合材料。

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。

研究通过整合激光诱导石墨化和机械预拉伸技术，在聚氨酯（PU）基底上制备了柔性褶皱多壁碳纳米管/激光诱导石墨烯（MWCNTs/LIG）应变传感器。

研究开发了一种液态苯并噁嗪（PGE-fa）前驱体，可在聚二甲基硅氧烷（PDMS）基底上实现原位LIG制备，从而消除传统转移工艺引起的缺陷。此外，通过将直线型和蛇形LIG图案并行集成于双架构中，协同解决了灵敏度与测量范围的矛盾：直线段在微应变检测（0.05%–10%）中展现出高灵敏度（GF = 68.98，应变1%），而蛇形结构则通过平面弯曲和旋转变形释放应力，从而在高应变耐受性（最高30%）下维持导电性。

经过前期盲审和现场答辩等严格评审流程，评选出“最佳学生论文”——《基于深度学习的内窥镜肺叶切除术手术阶段检测》《基于石墨烯的超灵敏主动脉压力传感器》和“最佳会议论文”——《基于相位表面肌电信号（sEMG）的肌肉激活起始点检测》。

在阿克隆大学的高分子系实验室里，孙瑜的博士研究聚焦于石墨烯纳米材料在传感器领域的应用。这段经历让他意外发现：传统脑机接口设备中笨重的金属电极，完全可以用柔性纳米材料替代。“当时实验室里用于航天器隔热层的石墨烯复合材料，竟然能完美解决脑电信号采集的舒适性问题。”

本文提出了一种基于指状电极和垂直导电脊的柔性平面双模电容式传感器，显著提升了其在压力检测和接近感应方面的性能。通过引入垂直导电脊结构，传感器的性能得到了显著提升。一方面，垂直导电脊在有限区域内形成了多个并联连接的小电容单元。由于这些小型电容器的累积效应，压力灵敏度达到0.5938 kPa^(−1)，几乎是基于指状电极的传统传感器的五倍。另一方面，垂直导电脊结构增强了电极边缘的电场分布并强化了边缘效应，使传感器在非接触式检测时的最大电容变化几乎翻倍，并将其检测范围扩展至60毫米。

得益于单层石墨烯，该柔性气体传感器实现了导电通道的高导电性及对NH₃的快速响应，且在传感器弯曲时，施加在SnO₂薄膜上的应变显著降低。该传感器展现出宽广的检测范围（0.5–100 ppm）和低至192 ppb的检测限，响应时间最快可达62秒，并在500次应变循环中保持机械稳定性。该传感器与柔性电路集成，形成具备数据传输与分析功能的可穿戴传感系统，可在多种环境中实现NH₃检测。本研究证明了基于SnO₂的柔性传感器通过高灵敏度与柔性设计，实现可穿戴应用的有效途径。