基于多孔激光诱导的石墨烯和离子凝的热电复合材料
Hui Zhang1, Houze Yang1, Mingyang Xin2
1State Key Laboratory of Reliability and Intelligence of Electrical Equipment, Key Laboratory of Bioelectromagnetics and Neuroengineering of Hebei Province, School of Electrical Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China.
ACS applied materials & interfaces
|March 26, 2025
概括
这项研究引入了使用激光诱导石墨烯 (LIG) 泡和离子水凝的自动供电灵活传感器. 这些传感器准确地检测温度和应变,克服了先进应用的功率限制.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 传感器和执行器
- 收集能源 收集能源
背景情况:
- 单模式灵活传感器由于功率限制而面临限制.
- 需要自动供电的多式联通灵活传感器件.
- 热电复合材料为自动供电传感提供了一个有希望的途径.
研究的目的:
- 开发一种自动供电的多式联运灵活传感器,能够检测温度和应变.
- 创建可伸缩的热电复合材料,以增强传感能力.
- 为了解决灵活的传感器技术中的功率限制.
主要方法:
- 使用多孔激光诱导石墨烯 (LIG) 泡和离子水凝制造可拉伸的热电复合材料.
- 在检测应变和温度变化时传感器性能的表征.
- 电子和离子热电材料的集成用于双参数传感.
主要成果:
- 自动供电的应变传感器表现出高灵敏度 (105.9) 到30%的应变,检测极限低 (0.071%) 和出色的稳定性 (>5,000周期).
- 传感器实现了高的Seebeck系数 (-189.90μV/K),使其能够准确检测温度 (-10-100°C),分辨率为0.1°C.
- 一个热电发电阵列在20°C的温度差异下实现了104.18mV的输出电压.
结论:
- 开发的热电复合材料能够准确,自动供电的温度和应变的双参数传感.
- 这些传感器显示出在人类健康监测,智能存储和浴室系统中应用的巨大潜力.
- 进一步的应用包括用于电池监控的温度-应变脱传感,智能服装和医疗设备.
