基于石墨烯@石蜡复合微球的柔性压阻适变传感器

赵航, 袁霖, 吴松松, 黄培, 李元庆, 付绍云(重庆大学　航空航天学院)

摘要 ：作为柔性电子、人机交互、智能机器人等领域的核心元器件之一，柔性压力传感器近年来得到了极大发展。虽然柔性压阻传感器因结构简单、稳定性好等优点而得到了广泛应用，然而大多数文献报道的柔性压阻传感器的有效应力测试范围较窄，难以满足传感系统的集成化设计要求。基于此，本文将石墨烯纳米片包覆的石蜡复合微球、短碳纤维和硅橡胶复合，制备得到基于石墨烯@石蜡复合微球的柔性压阻复合材料。由于石蜡压缩模量的温敏特性及石墨烯纳米片和短碳纤的协同作用，在电场辅助下，该复合材料在0%~40%压缩应变下的压缩模量可在0.64~0.88 MPa 范围内变化。因此，基于该复合材料的柔性压力传感器在0~2 Hz频率范围具有宽的有效应力检测范围(0.1~100 kPa)，优于大部分文献报道的柔性压力传感器。具体来说，在外加电压为1 V、10 V 和15 V 时，传感器的有效应力检测范围分别为0.25~100 kPa、0.15~80 kPa 和0.1~70 kPa。此外，传感器还具有较高的响应准确度，在健康监测、可穿戴电子设备和智能机器人等领域有一定的应用潜力。

关键词：复合微球；压阻复合材料；柔性传感器；有效应力检测范围；石墨烯