具有超高灵敏度、宽工作范围、低检测限的3D气凝胶可穿戴压力传感器用于语音识别和生理信号监测（英文）

作者：尚成硕; 何翔天; 李晓迪; 刘泽瑞; 宋玉祥; 张玉林; 李旭; 鲁勇; 丁小康; 刘婷^*; 张纪才^*; 徐福建^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(05): 1911-1922.

随着智能电子设备的快速发展,对同时具有超高灵敏度、宽工作范围、低检测限的可穿戴压力传感器的需求越来越大.本文开发了一种基于超轻(29.5 mg cm-3)和弹性的3D壳聚糖/MXene (CS/MXene)复合气凝胶的压阻式压力传感器.由于CS和MXene之间的强静电吸引力,具有良好机械性能的CS/MXene气凝胶只需一步冷冻干燥即可获得,无需额外的化学处理.CS/MXene复合气凝胶压力传感器在小压力区(<1 kPa)和大压力区(1-20 kPa)的灵敏度分别为709.38和252.37 kPa-1.在此压力范围下,其灵敏度是目前报道的同类型气凝胶压力传感器的最高值.此外,该传感器具有快速的响应时间(<120 ms)、1.4 Pa的超低检测限以及10,000次循环后几乎无衰减的良好稳定性.以上出色的性能不仅使得该传感器可用于检测肢体活动和空间压力分布等较大幅度的压力信号,而且还能准确检测脉搏、语音等微小压力信号.这种多功能的柔性压力传感器极大地拓宽了可穿戴电子器件在语音识别、健康监测和人机交互等诸多领域的应用范围.

• 单位
  北京化工大学; 化工资源有效利用国家重点实验室