Graphene/Ecoflex Strain Sensors for Motion Detection and Human-machine Interface

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柔性可穿戴传感器近年来引起了人们的极大兴趣,其在远程医疗、人工智能等领域有着极大的应用前景。其中柔性应变传感器作为一种可以将机械应变转变为电信号的电子设备,且具有较好的柔韧性和优越的拉伸性能和高灵敏度等特点,它们在电子皮肤(E-skin)、人机交互、人体运动监测中有着广泛的应用潜力。现如今有许多研究学者提出了许多制备柔性应变传感器的制备方法,然而它们普遍存在制备过程繁琐等特点,如何以较小的成本得到较高的灵敏度和高拉伸性能的柔性传感器依然存在挑战。在这项研究中,我们采用了一种简单易行的方法设计制备了一种基于石墨烯/Ecoflex复合材料的高拉伸应变传感器,其在人机交互上可以有着较好的应用前景。我们设计制造的应变传感器表面上的皱纹和突起可以吸附大量的导电材料,从而提高了传感器的导电能力和实现较高的灵敏度。该柔性应变传感器能够承受出色的拉伸性(高达500%)以及高灵敏度(GF=904.6)以及较快的响应速度。此外,我们通过可穿戴的智能手套控制机器人手臂,来展示柔性应变传感器的性能。我们可以通过在每个手指位置(大拇指,食指,中指,无名指和小拇指)上安装柔性应变传感器来制备智能手套,实现通过不同的手势来控制机器手的动作。该智能手套能够通过手势从远处无线控制机械臂,以切断爆炸线,使用机器人照顾伤病患者,并在危险地区进行各种人类救援活动。因此,基于石墨烯/ecoflex复合材料制造的柔性应变传感器可以在许多领域(如环境监测,个人医疗保健和人机交互)中显示出非凡的潜在应用。
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