在柔性壓阻式傳感器的實際應(yīng)用中，追求兼具高靈敏度、寬檢測范圍和出色耐用性的平衡性能仍是一項核心挑戰(zhàn)。本研究報道了一種夾心結(jié)構(gòu)的柔性壓阻傳感器，其核心傳感材料采用碳化還原氧化石墨烯薄膜（C-rGOF），并用聚二甲基硅氧烷（PDMS）進(jìn)行封裝（簡稱C-rGOF@PDMS）。該傳感器通過肼水合物輔助梯度發(fā)泡策略結(jié)合高溫碳化工藝制備，形成具有均勻穩(wěn)定三維多孔結(jié)構(gòu)的C-rGOF傳感核心。

該器件實現(xiàn)了關(guān)鍵性能指標(biāo)的協(xié)同優(yōu)化：高達(dá)122 kPa?1的高靈敏度、0.01-1300 kPa的寬檢測范圍、70/52毫秒的快速響應(yīng)/恢復(fù)時間、100毫克的超低檢測限，以及在1 kPa壓力下超過40,000次的穩(wěn)定循環(huán)性能。憑借這些特性，該傳感器能精準(zhǔn)捕捉人類動作的廣譜信號，涵蓋從皺眉、吞咽等細(xì)微生理活動到肘膝關(guān)節(jié)動態(tài)運動的完整范圍。通過集成4×4傳感器陣列并采用列掃描電路策略，有效抑制了信號串?dāng)_，實現(xiàn)了動態(tài)空間壓力映射。此外，基于Arduino控制器的集成觸覺手套系統(tǒng)成功將常見手勢（包括1至5的數(shù)字手勢、手指比心手勢及握拳動作）轉(zhuǎn)化為仿生機械手的穩(wěn)定精準(zhǔn)控制。這項從材料設(shè)計到系統(tǒng)集成的研究，為構(gòu)建高性能、低成本且可擴展的柔性觸覺系統(tǒng)提供了范式，在醫(yī)療康復(fù)、智能假肢及遠(yuǎn)程操作領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。

來源：http://doi.org/10.1021/acsaelm.5c02318