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壓阻傳感器在健康監測、人機交互、機器人傳感等多個領域都備受青睞。開發具有生物相容性、高靈敏度和機械堅固性的工程結構壓阻傳感器是熱門研究領域之一。研究基于靜電作用和氫鍵的協同作用，通過單向冷凍鑄造和碳化，用細菌纖維素、殼聚糖、氧化石墨烯和石墨烯構建了一種高性能混合碳氣凝膠。
碳氣凝膠具有的片狀和纖維狀交替結構，反映了結構良好的 "橋梁 "的穩定性。在這個類比中，層狀結構起到了穩定 "大梁 "的作用，而纖維則是的 "支撐索"。有序的微觀結構有助于均勻的應力傳遞，從而產生了一種基于碳氣凝膠的傳感器，它具有很高的壓阻線性靈敏度（150 kPa-1）、出色的機械穩定性（3000 次壓縮循環）和快速的響應/恢復時間（120/90 ms）。壓阻傳感器可實時檢測人體生理信號，并有效區分細微的不同聲音信號，從而實現聲音可視化。此外，它還能在條件下（200 °C和-196 °C）正常工作。所制備的壓阻傳感器有望在下一代空間壓力監測、可穿戴電子設備和聲音可視化等領域得到廣泛應用。
綜上所述，我們從工程力學原理中汲取靈感，以GO/G納米片為導電填料，以BC納米纖維為骨架，以CS顆粒為增強粘結劑，通過單向冷凍鑄造和碳化工藝制備了各向異性的C-BCG3-6。與傳統的氣凝膠不同，C-BCG3-6 利用多維混合材料的優勢，具有類似橋梁中 "大梁 "和 "鋼索 "的穩定微觀結構。這種特殊的片狀和纖維狀有序交替的微觀結構可促進穩定的應力傳遞，從而在保持高傳感性能的同時，獲得優異的機械性能。
基于 C-BCG3-6 的壓阻傳感器在 0-6.80 kPa 的壓力范圍內具有高線性靈敏度（150 kPa-1）、快速響應/恢復時間（120/90 ms）和出色的再現性（3000 次循環）。憑借這些特點，該傳感器能對壓力-電能相互轉換做出出色的實時響應，在環境下也能很好地工作，并能監測人體的各種運動。此外，該傳感器還能很好地識別和轉換環境聲信號，即使信號很弱，傳感器的輸出響應曲線也與原始聲譜高度一致。基于各向異性 C-BCG3-6 的壓阻傳感器有望在人機交互、可穿戴設備、智能傳感等領域擁有廣闊的應用前景。
來源：傳感器專家網
