激光诱导石墨烯基柔性应变传感器的传感行为分析

基于柔性聚酰亚胺(PI)基底的应变传感器通常在轴向拉伸或压缩下的变形有限，灵敏度不高，在多维柔性应变传感器方面的发展受到了限制。为了制备具有多维应变传感能力和高检测灵敏度的柔性传感器，采用紫外激光烧蚀PI薄膜制备图案化石墨烯材料，利用聚乙烯(PE)泡棉丙烯酸双面胶带转印图案化石墨烯，并构建双层石墨烯基柔性应变传感器。对激光诱导石墨烯的微观结构进行表征分析，并测试传感器在不同变形下的传感性能，实验结果表明：激光诱导的石墨烯薄膜呈现蓬松的孔状结构，该结构在不同应变状态下呈现拉伸或压缩状态，从而改变了石墨烯的导电通路，导致石墨烯薄膜电阻相应地增大或减小。双层石墨烯基柔性应变传感器可以感受不同方向的拉、压、弯、扭等复杂形变，并表现出很高的灵敏度、良好的线性度和优异的机械重复性。此外，该柔性应变传感器能够适应人体四肢或关节处的多维运动，可对手指弯曲、手掌弯曲等肢体运动进行有效监测和识别，并实现摩尔斯电码的编码。该激光诱导石墨烯基柔性应变传感器在手势识别、智能化控制和人机交互等领域有广阔的应用前景。