研究目的
开发一种可拉伸的石墨烯薄膜传感器，该传感器能够在单一元件中同时检测横向和纵向应变，从而解决当前传感器只能检测单一类型应变的局限性。
研究成果
所开发的石墨烯薄膜传感器展现出高灵敏度与可拉伸性，能在单一传感器元件中同时检测横向和纵向应变。其独特的结构设计及GNP颗粒的运用实现了宽范围检测与稳定的电学响应，使其成为多功能应变传感应用的理想候选材料。
研究不足
施加应变后恢复松弛的响应时间相对较慢（约50秒），这可能限制传感器在需要快速重复操作场景中的应用。此外，尚未探究传感器在超出测试范围（如应变>150%、压力>20,000帕）的极端条件下的性能表现。
1：实验设计与方法选择：
采用喷涂法在PDMS基底上制备石墨烯纳米片（GNP）渗流网络，该网络同时作为应变传感通道和电极。
2：样本选择与数据来源：
选用GNP颗粒因其电学与力学特性，PDMS基底则因其生物相容性与可拉伸性。
3：实验设备与材料清单：
设备包括喷嘴、加热板、拉伸台、微位移控制器及NI精密系统SMU用于电学数据采集；材料包含GNP颗粒、PDMS及DMF溶液。
4：实验步骤与操作流程：
将GNP悬浮液喷涂于PDMS基底，随后组装薄层PDMS?；げ?，测量横向与纵向应变的电学响应。
5：数据分析方法：
通过电阻变化计算横向应变的应变灵敏系数与纵向应变的压力灵敏度。
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Field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM)
Hitachi S-4800
Hitachi
Used for imaging the sensor device.
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Graphene Nanoplatelet (GNP)
Used as the strain-sensing material due to its sensitivity to both lateral and vertical strain.
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Polydimethylsiloxane (PDMS)
Used as the compliant substrate for the sensor due to its biocompatibility, durability, and stretchability.
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NI precision system SMU
PXIe-4139
National Instruments
Used for the collection of electrical data with two contact channels of the sensor devices.
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Raman spectrometer
NRS-3100
Used to characterize the GNP film.
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Optical microscope
Nikon ME600L
Nikon
Used for imaging the sensor device.
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