一个灵活的压力传感器基于石墨烯/环氧树脂复合膜和幕印刷工艺
Qijing Lin1,2,3,4,5, Fuzheng Zhang1,4,5, Xiangyue Xu1
1State Key Laboratory of Mechanical Manufacturing Systems Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|October 14, 2023
概括
这项研究引入了一种新的灵活压力传感器,用于检测脚部压力. 石墨烯环氧树脂传感器提供了增强的粘附性和耐磨性,克服了灵活的压力敏感材料的常见限制.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 传感器技术 传感器技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 灵活的压力传感器往往有着不良的粘附性和耐磨性,限制了它们在诸如足部压力检测等应用中的使用.
- 摩擦和重复使用可能导致现有的灵活压力敏感装置的材料降解和传感器故障.
研究的目的:
- 设计和准备一个灵活的压力传感器,具有更好的粘附性,耐磨性和广泛的检测范围.
- 为了研究石墨烯和环氧树脂比对传感器用于足部压力检测的性能的影响.
主要方法:
- 印工艺用于制造灵活的压力敏感单元 (5毫米×8毫米).
- 为功能层开发的石墨烯和环氧树脂复合材料系统.
- 对石墨烯与环氧树脂的不同质量比率进行系统研究,以优化传感性能.
主要成果:
- 实现了1:4的最佳石墨烯与环氧树脂质量比.
- 证明了快速反应时间 (40.8毫秒) 和恢复时间 (3.7毫秒).
- 广泛的压力检测范围为2.5-500kPa,稳定的动态压力检测到20Hz.
- 优异的耐用性,可以承受11,000个曲周期,并且由于环氧粘度而提高粘合力.
结论:
- 开发的石墨烯环氧树脂柔性压力传感器表现出优越的粘附性和耐磨性.
- 该传感器非常适合用于脚部压力检测应用,特别是在高摩擦环境中.
- 丝网印刷为生产强大而高性能的灵活压力传感器提供了一种可行的方法.
