非接觸式柔性傳感器研究有新進(jìn)展
據(jù)了解,中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員張珽課題組,圍繞碳基納米材料在柔性電子器件及可穿戴智能傳感器的基礎(chǔ)和應(yīng)用領(lǐng)域開展了廣泛研究。研究人員通過材料及器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),制備了高質(zhì)量碳基納米材料超薄膜,并成功應(yīng)用于構(gòu)筑柔性室溫高靈敏度環(huán)境傳感器(J.Mater.Chem., 2012, 22, 21824-21827;Back Cover),高靈敏性仿生電子皮膚(Advanced Materials, 2014, 26, 1336-1342; Cover),及非接觸式傳感控制陣列化器件(Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201404069; Inside Cover)。
近日,張珽團(tuán)隊(duì)在前期工作(J.Mater.Chem., 2012, 22, 21824-21827)基礎(chǔ)上,提出了通過液體表面張力在氣-液界面層層剝離的方法(Layer-by-layer exfoliation),通過剝離溶液的調(diào)整,實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量rGO超薄膜的可控制備。該方法可有效、重復(fù)的制備出厚度可控(89~148 nm)、透光性高(>82%)、尺寸和性能均一的晶圓級(jí)rGO超薄膜,實(shí)現(xiàn)了薄膜厚度和制備過程的可控化。研究人員從表面及界面化學(xué)角度深入分析了rGO薄膜剝離及組裝的過程,揭示了其形成機(jī)理。并進(jìn)一步將其成功應(yīng)用于構(gòu)筑非接觸式柔性陣列化傳感器件,實(shí)現(xiàn)了對(duì)濕度的高靈敏度、寬范圍(4.3% RH ~ 75.7% RH)、穩(wěn)定及快速檢測(cè)。該器件可用于追蹤在非接觸模式下手指尖周圍的濕度分布,有望應(yīng)用于柔性非接觸式控制或?qū)崿F(xiàn)非接觸操作等新型人機(jī)交互設(shè)備中。相關(guān)研究結(jié)果已在線發(fā)表于《[Cutting-edge材料》(Advanced Materials, DOI: 10.1002/adma.201404069),并被選為內(nèi)封面文章。
二維石墨烯家族的重要衍生物是還原氧化石墨烯(rGO),其[excellent的光電性能、機(jī)械性能和良好的穩(wěn)定性能等使其成為制備高性能柔性導(dǎo)電薄膜的理想替代者。因此,rGO基導(dǎo)電薄膜的可控組裝及其在柔性傳感器件的應(yīng)用研究具有重要的科學(xué)意義。碳基納米材料(碳納米管、石墨烯等)由于其具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性能,使得由它形成的導(dǎo)電薄膜和構(gòu)筑的納米光電子器件表現(xiàn)出了[excellent的性能,從而迅速成為當(dāng)前科學(xué)界和工業(yè)界研究的熱點(diǎn),其在柔性電子學(xué)器件和可穿戴智能電子設(shè)備中的應(yīng)用研究備受國(guó)內(nèi)外研究者關(guān)注。