基于石墨烯/天然橡胶泡沫的无线自供电多功能可穿戴传感器件
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可穿戴性电子设备是近年来新兴的研究领域,在人类健康监测和运动捕捉、电子皮肤和智能机器人方面显示出巨大的潜力。然而,开发具有高灵敏度、宽范围、快速响应、优良可靠性和多种可穿戴用途的一体化传感器仍然具有挑战性。本文通过工业上适用的同步发泡还原硫化(SFRV)方法,合理设计了一种基于还原氧化石墨烯(RGO)分离网络和多孔天然橡胶(NR)的分层导电结构。所合成的一体化RGO/NR泡沫传感器具有广泛的检测范围(0.87-223kPa)、高灵敏度(7.00kPa-1)、快速响应(70ms)和优异的耐久性(1000次循环),同时对各种外部刺激表现出不同的响应,如压力、声振动、温度、湿度和气体的化学品。此外,还制作了一种由24个泡沫块作为传感器阵列组成的智能鞋垫,用于识别足底压力分布,用于步态识别、异常姿势校正和疾病诊断的应用。令人惊讶的是,RGO/NR泡沫也可以在压缩周期中获得机械能,并提供20-30V的开路电压和10nA的电流。这为开发基于RGO/NR泡沫的无线自供电多功能可穿戴系统提供了一个机会,用于人类健康和运动监测。