研究目的
利用激光诱导石墨烯(LIG)开发一种灵活、轻质且坚固的压力传感器,适用于包括医疗保健、水下监测和触觉传感在内的广泛应用领域。
研究成果
所开发的激光诱导石墨烯(LIG)压力传感器为各类压力传感应用提供了一种多功能、可靠且经济高效的解决方案。其一步制备工艺、高灵敏度、宽动态范围及优异的长期稳定性,使其适用于医疗保健、水下监测和触觉传感等应用场景。
研究不足
该研究未明确提及局限性,但潜在的优化方向可能包括针对特定应用进一步缩小传感器尺寸,以及提高高压范围内的灵敏度。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用CO?红外激光直接在聚酰亚胺薄膜上图案化导电多孔石墨烯电极,制备出LIG压力传感器。通过压阻效应评估传感器性能。
2:样本选择与数据来源:
使用厚度为125微米的商用PI薄膜作为LIG传感器的基底。
3:实验设备与材料清单:
CO?红外激光器(Universal Laser Systems PLS6.75)、聚酰亚胺薄膜(Kapton #IM301449,杜邦)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)涂层(Kafrit公司),以及包括扫描电镜、拉曼显微镜、X射线光电子能谱仪和机电拉力测试仪在内的多种测量仪器。
4:75)、聚酰亚胺薄膜(Kapton #IM301449,杜邦)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)涂层(Kafrit公司),以及包括扫描电镜、拉曼显微镜、X射线光电子能谱仪和机电拉力测试仪在内的多种测量仪器。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:在优化激光参数下对PI薄膜进行LIG图案化,随后测试传感器的压力灵敏度、生物相容性及其在水下压力监测、脉搏监测、步态分析和触觉传感等应用中的表现。
5:数据分析方法:
根据施加压力下的电阻变化计算传感器灵敏度,通过细胞毒性试验和荧光染色评估生物相容性。
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获取完整内容-
CO2 infrared laser
PLS6.75
Universal Laser Systems
Used for laser printing graphene on polyimide films.
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polyimide films
Kapton #IM301449
DuPont
Substrate for the laser-induced graphene pressure sensors.
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polymethyl methacrylate (PMMA) coating
Kafrit, Inc.
Protective coating for underwater applications.
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electromechanical pull tester
5900-Series
Instron, Inc.
Used to apply static pressures to test the sensors.
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Keithley 2400 Source Meter
Used to measure the change of electrical resistance during the compression of the sensor.
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