私密直播全婐app免费大渔直播,国产av成人无码免费视频,男女同房做爰全过程高潮,国产精品自产拍在线观看

  高靈敏度可穿戴和可折疊的壓力傳感器的開發是人機交互、運動監測和智能傳感領域的核心課題之一。近年來，許多研究工作證實納米材料可以呈現優異的傳感性能，是新型壓力傳感器材料的重要研究方向。二維（2D）石墨烯具有優良的導電性、機械強度和柔韌性的優勢，因此被認為是極具應用前景的傳感材料體系，也已經被廣泛的用于構建壓阻式傳感器。然而，2D石墨烯的拉伸或壓縮特性非常有限，其應變通常要小于6.0%，顯然難以滿足實際應用中的低、中和高加載應變時的高靈敏度和良好耐久性的要求。

  近期，重慶大學航空航天學院胡寧教授和徐朝和研究員帶領的研究團隊展示了一種基于分層3D和多孔結構的還原氧化石墨烯纖維織物（rGOFF）作為關鍵傳感元件的柔性壓力傳感器。該傳感器的內部導電網絡由還原氧化石墨烯纖維構成，纖維之間通過熔融或非熔融的纖維-纖維界面相互接觸。由于這種獨特的界面結構，該傳感器可以在從低到高加載應變（0.24％到70.0％）下均呈現出高靈敏特性。其工作原理是，當施加壓縮應變時，石墨烯纖維通過PDMS基質的滑動減少了纖維之間的連接點，導致電阻快速增大；另外，石墨烯纖維具有多孔結構特征，因此當纖維的幾何形狀發生變化時同樣會引起復合材料在壓縮應變下的電阻變化；熔融的纖維-纖維界面可以在寬頻率載荷（0.01-1.0Hz）和高應變下（0.0-70.0%）保持結構穩定， rGO纖維表面上的皺紋結構可以顯著增加微小載荷下的靈敏度；此外，非熔融的纖維-纖維界面可產生高靈敏度的接觸電阻，從而在低加載應變下產生高的靈敏度。

圖1.（a）制備rGOFF / PDMS傳感器的簡化過程。（b，c）長GO纖維，（d，e）短GO纖維，（f）GOFF，（g）rGOFF，（h）rGOFF / PDMS復合材料，（i）rGOFF / PDMS傳感器的光學照片。

  該課題組以氧化石墨烯（GO）溶液為原料，首先通過濕法紡絲技術獲得長GO纖維；然后快速將長GO纖維剪切成約5.0mm的短GO纖維，通過真空過濾獲得氧化石墨烯纖維織物（GOFF），并通過化學還原獲得多孔還原氧化石墨烯纖維織物（rGOFF）；再將PDMS樹脂真空注入rGOFF，加熱固化后成功制備rGOFF/PDMS復合材料；最后將該復合材料切割成一定尺寸的塊體，并通過Al箔和導電銀膠連接引線以獲得最終的rGOFF/PDMS傳感器。

圖2.（a-c）GOFF和（d-f）rGOFF在不同尺度下的SEM圖像。

  由SEM圖像可以清楚地看到，GOFF中每根纖維顯示出粗糙表面，GO纖維的直徑為35-45um。仔細觀察還可以看出，GOFF中的GO纖維主要通過熔融或非熔融的纖維-纖維界面相互接觸。經化學還原后，熔融或非熔融的纖維-纖維界面保存良好。值得注意的是，rGO纖維直徑增加到80-100um。相對于GO纖維，rGO纖維直徑的膨脹使得纖維之間界面接觸更加緊密，這對于從低應變到高應變的高靈敏度壓力傳感器的開發非常有利。

圖3.（a）rGOFF / PDMS傳感器的電阻在不同壓縮應變下的相對變化。（b）不同壓縮應變下傳感器的靈敏度系數。（c）對a取自然對數證明電阻的相對變化在大應變下的指數變化規律。（d）0.0％-15.0％應變下加載—卸載試驗中電阻和應變隨時間的相對變化。（e）在不同壓縮應變下的電阻相對變化。（f）在30.0％壓縮應變下，不同頻率時電阻相對變化。（g）響應時間和（h）20.0％壓縮應變下的循環穩定性試驗。

圖4. rGOFF / PDMS傳感器在小應力下的響應。（a）rGOFF / PDMS傳感器的電阻針對壓縮小應力（0.0Pa-200.0Pa）的相對變化。（b）0-20.0Pa小應力下電阻的相對變化，突出檢測超小應力的能力。（c）四種不同小應力下電阻的相對變化。（d）放置大米和小米時傳感器電阻的相對變化。

圖5. 可穿戴設備的應用。（a）手指彎曲，（b）手臂彎曲，（c）運動時呼吸和（d）脈搏測試時傳感器的電阻隨時間的相對變化。

圖6.（a）傳感器開關，在壓力作用下，傳感器電阻增加，使燈泡亮度明顯變暗。（b）柔性傳感器可以安裝在機器人腳底以監控機器人跳舞。

  由于獨特的結構，該傳感器可以提供從低到高加載應變（0.24％到70.0％）的高靈敏度，當壓縮應變為66.0％時具有最高靈敏度系數（GF=1668.48），在寬頻率范圍內（0.01-1.0Hz）和大小壓縮應變下（0-70.0%）具有良好的耐久性，可用于檢測質量為6.6 mg的小米，最低可檢測1.17 Pa的超小應力，具有超快響應時間（30 ms）。該傳感器可用于監控手指、手臂的運動、人體呼吸、脈搏和機器人的跳舞等活動。（圖3-圖6）

  上述工作以Highly Compressible and Sensitive Pressure Sensor under Large Strain Based on 3D Porous Reduced Graphene Oxide Fiber Fabrics in Wide Compression Strains為題發表于材料領域權威期刊ACS Applied materials & interfaces（IF=8.456）。該研究為制備具有良好綜合性能的纖維傳感器提供了一種實用、有意義的策略，所制備的傳感器在人機交互、運動監測和智能傳感等領域有著潛在的應用前景。該論文第一作者為重慶大學航空航天學院博士生蔣曉平同學和碩士生任宗翎同學。通訊作者為重慶大學航空航天學院徐朝和研究員和胡寧教授。

  這項工作得到了國家自然科學基金（No. 11632004,21503025，U1864208），中國科學技術部國際科技合作項目重點項目（No. 2016YFE0125900）的資助，基礎研究基金 中央大學（No. 106112016CDJZR325520），重慶市基礎研究與前沿技術研究計劃（NO.cstc2016jcyjA1059，cstc2017jcyjBX0063），中國博士后科學（2018M633316）的大力支持。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b11596