关键词： 石墨烯   无辐射跃迁   微机电系统传感器   Fabry-Pérot腔  

摘要： 随着我国在创建先进制造业、智慧城市、智能医疗和元宇宙等领域的重视程度越来越高,对传感器的微型化、智能化、数字化和集成化等方面提出了新的要求。而微机电系统（MEMS）由于其体积小、高稳定性、低功耗、可大规模集成等优点,MEMS传感器已成为传感器的主流方向。 目前MEMS传感器主要通过将形变转换为电阻变化或电容变化再转换为电信号输出测量。这时需要在传感器内集成电池或信号输出回路,而远程探测时还需要集成天线,这使得传感器的进一步小型化困难,且难以集成到生物体内部。此外,石墨烯MEMS传感器中由于石墨烯只有在应变较大时其电阻随应变变化较大,这时通常需要内置一定的初始应力以提高应变-电阻的转换效率。这影响了石墨烯MEMS传感器的灵敏度,且容易使得石墨烯断裂。对此,本文首次利用石墨烯诱导的无辐射跃迁对距离非常敏感、容易远距离激发和探测且无需集成电池等特点,将MEMS传感器的应变转换为石墨烯诱导的无辐射跃迁引起的强度变化,极大的提升了微小形变-光辐射的转换效率,设计了可远程探测的新型高灵敏MEMS传感器。具体研究工作如下: （1）首先,研究了传统的硅基MEMS传感器,利用Fabry-Pérot（FP）微腔输出光谱对腔长变化十分敏感的特性,设计一种新型的基于金属FP腔波长调制的MOEMS加速度计。研究结果表明该传感器的线性工作范围可以达到±251 g、加速度计灵敏度可以达到20.79 nm/g、线性度可以达到0.99以上并且单位质量加速度灵敏度为3.41×10～8 nm/（g·kg）。交叉灵敏度仅为0.09%,从而可以忽略不计,并且还可以无线远距离探测。 （2）其次,在研究内容（1）的基础上,将石墨烯诱导的无辐射跃迁与传统的硅基MEMS传感器结合起来以缩小MEMS传感器的尺寸。该传感器证明质量的质量和悬臂梁长度分别比研究内容（1）中的传感器缩小了250倍和5倍以上。同时,该传感器保持了优异性能:力传感器可以探测到小于0.1 n N的力,分辨率是其它类型传感器的9倍以上;对加速度的灵敏度是已有类似加速度计的3倍以上并拥有更宽的工作带宽;单位质量加速度灵敏度为8.98×10～9%/（g·kg）。此外,线性度可以达到0.99以上,交叉灵敏度低至0.014%,可以忽略不计。因此,该传感器在要求线性度良好和宽测量范围的场景中具有重要的应用前景。 （3）进一步,将石墨烯诱导的无辐射跃迁与新型的石墨烯MEMS传感器结合起来,由于石墨烯极薄的厚度,其在相同应力下应变更大,这时传感器的尺寸可以进一步降低,灵敏度可以进一步提高。该传感器证明质量的质量和弹簧长度分别比研究内容（2）中的传感器缩小约15倍和10倍。同时,该传感器性能参数更佳:该传感器可以实现小于0.1 p N的力,约为细胞所受重力的1%;而加速度传感可以实现0.1 mg的加速度探测,单位质量加速度灵敏度高达3.1×1012%/（g·kg）。与其它类型的传感器相比,对力的分辨率提高了7个数量级,对加速度的灵敏度提高了2个数量级。且传感器可光照充能,无线远距离探测,建议的制作工艺与传统半导体工艺兼容从而可大规模集成和制作。因此,该传感器在可穿戴设备、自动驾驶、物联网等领域有着重要的应用价值。

关键词： 亚波长光栅   石墨烯   光吸收增强   多波段吸收   动态可调  

摘要： 石墨烯具有高载流子迁移率、高导热率、高力学强度、大比表面积、独特的光学特性等优点,在材料学、新能源、生物医学、太阳能电池等方面展现出巨大的应用前景。但单层石墨烯在近红外波段较低的吸收率限制了其在吸收器方面的发展。基于亚波长光栅的石墨烯吸收器能够有效地将光场束缚在其周围,从而增强石墨烯光吸收。然而传统的亚波长光栅石墨烯吸收器仍然存在吸收效率低、波段选择少、难以调谐等缺点。针对以上问题,本文设计新型亚波长光栅石墨烯吸收器,调控局域光场,优化器件参数,提高了石墨烯在近红外波段的吸收效率,同时实现了多波段、可调谐的功能。主要的研究成果如下: (1)设计了基于复合光栅的多波段可调谐石墨烯吸收器。通过将单层石墨烯与复合光栅-薄金属层-分布式布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector,DBR)结构相结合,实现了三个波段范围的近完美吸收,分析了三个吸收波段的物理机理,研究了结构参数与吸收效率之间的关系,通过改变结构参数可以实现吸收器的吸收可调谐。通过改变结构参数,实现了最大Q因子为18946的高性能吸收。 (2)设计了基于凹型谐振光栅的带宽可调谐石墨烯吸收器。通过设计凹型谐振光栅-石墨烯-薄银层-DBR结构的石墨烯吸收器,实现了双波段的石墨烯带宽可调光吸收。改变结构参数可以实现对单个吸收峰的调控。此外通过调节凹型谐振光栅的子光栅厚度,可以实现从1.54 nm到5.6 nm的吸收带宽可调。 (3)设计了基于双层亚波长光栅的角度不敏感石墨烯吸收器,研究了其生物传感特性。该石墨烯吸收器由两个相同的高对比度光栅-石墨烯结构对称排布。级联光栅谐振腔提高了单层石墨烯的吸收效率,增强光场与被检测物质的相互作用,实现了高灵敏度生物传感。该结构具有对入射角度的鲁棒性,入射角在-20°到20°的范围内,结构的吸收效率均保持在95%以上。

关键词： 生物活性化合物   样品前处理   功能化石墨烯   分子印迹   色谱分析  

摘要： 生物活性化合物是指具有生理或药理活性的化合物,如抗炎活性化合物、抗肥胖活性化合物、抗癌活性化合物等。这些生物活性化合物的分离分析对于人类健康研究具有重要意义。由于实际样品基质复杂,干扰成分多,且活性化合物的含量较低,直接进行仪器检测存在困难,需要进行必要的样品前处理以消除基质对分析物检测的影响,确保得到准确的检测结果。实现复杂样品基质中活性化合物的快速选择性萃取分离,关键在于开发比表面积大、吸附作用力丰富、吸附容量高、选择性好的新型高亲和吸附剂和建立快速、简便的样品前处理方法。本论文针对尿液中抗癌活性化合物和植物中抗肥胖活性成分分离检测困难的问题,开发了两种依托高亲和功能化石墨烯吸附剂的小型化固相萃取方法,结合高效液相色谱技术,实现了复杂生物样品基质中抗癌和抗肥胖活性化合物的选择性萃取和准确检测。主要研究内容如下: （1）尿液中抗癌活性化合物的萃取和检测 本工作采用一锅法合成了高亲和氟功能化多孔有机聚合物/氧化石墨烯吸附剂（FPOP/GO）,并结合分散滤头固相萃取和高效液相色谱检测,建立了一种尿液中抗癌活性化合物Seratplatin（SP）的分析方法。结果表明,制备的FPOP/GO具有吸附作用力丰富、吸附容量大、传质速率快的优点。建立的方法在0.001-5.0μg m L–1范围内具有良好的线性关系（r=0.9999）,定量限为0.7 ng m L–1,加标回收率为94.1–99.7%（RSD≤2.4%）,实现了尿液中抗癌活性化合物SP的快速、灵敏、准确检测,为抗癌活性化合物分离分析提供技术支撑。 （2）一枝黄花中抗肥胖活性成分的萃取和检测 本工作进一步探索高亲和吸附剂的制备策略以提高复杂生物样品分析方法的选择性,采用表面印迹技术于水相体系中制备了高亲和亲水印迹树脂/石墨烯（HMIR/PGO）复合材料,结合离心加速管尖固相萃取和高效液相色谱检测,建立了一枝黄花中抗肥胖活性成分（绿原酸、咖啡酸、芦丁和山奈酚-3-O-芸香糖苷）的分析方法。结果表明,所合成的HMIR/PGO具有亲水性强、选择性高以及传质速率快的优点。建立的方法定量限为14.1?43.7 ng m L–1,具有良好的线性关系（r≥0.9991）和较高的准确度（81.0–109.5%,RSD≤4.8%）。该方法成功应用于一枝黄花中抗肥胖活性化合物的萃取检测,在复杂植物基质中特定成分的高选择性萃取分离方面具有应用潜力。

关键词： 螺烯   圆偏振光   扭曲并苯分子   自组装   光电转化性质  

摘要： 有机碳纳米材料由于其结构可调控、成本低等优势常被应用于光电材料、能源等多个领域。而扭曲碳纳米材料,尤其是在共轭结构中引入手性元素的碳纳米材料近年来受到广泛关注。将手性元素植入稠环芳烃构筑的手性纳米材料具有独特的光物理化学性质,可作为功能层广泛应用于非线性光学、不对称催化、圆偏振发光二极管等。因此,如何通过合理的分子设计合成得到结构更加新颖,性能更加优异的手性碳纳米材料成为了研究热点。基于此本论文设计并合成出一系列手性纳米石墨烯,并对分子的单晶结构,光学性质,手性性质,聚集行为、光电转换进行了研究。论文主要分为以下几个部分: （1）通过Scholl反应策略性合成得到四个含有七元环的手性纳米石墨烯3、6、10、13。通过X射线单晶衍射分析了分子3和13的结构以及在空间上的堆积排列。含有五元环的分子3、10最大发射峰明显较不含五元环的分子6、13更加红移。并且分子3和10,分子6和13具有相似的荧光发射峰轮廓,它们的最大发射峰分别位于529 nm（3）、521 nm（10）、507 nm（6）、504 nm（13）。理论计算得到了化合物10和13的异构化能垒分别为38.63 kcal mol-1和38.01 kcal mol-1。化合物13通过手性HPLC得到一对对映异构体（P）-13和（M）-13。CD和CPL光谱得到13的手性光学性质,（P）-13的吸收不对称因子为+4.3×10-3（307 nm）/-1.3×10-3（390 nm）,（M）-13的吸收不对称因子为-5.1×10-3（307 nm）/+1.5×10-3（390 nm）,（P）-13发射不对称因子为-1.1×10-3（503 nm）,（M）-13的发射不对称因子为+0.8×10-3（503 nm）。 （2）通过Suzuki反应将手性萘二酰亚胺的硼酸酯与含有溴的共轭骨架进行偶联,随后通过钯催化的关环反应,得到了四个手性扭曲并苯分子14、15、16、17。通过紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱和圆二色谱研究了它们的自组装行为,结果发现,当THF:H2O小于5:5时,分子16、17在332 nm、392 nm、416 nm、554nm出产生了镜像的圆二色信号,紫外光谱的结果也证实了聚集的发生。随后制备了16/C60/ITO和17/C60/ITO的薄膜光电导器件研究它们的光电转化性质,发现在白光照射下,它们显示出稳定的光电流响应。 （3）利用Suzuki反应、Scholl反应、Sonogashira反应、Diels-Alder反应,合成得到含有多个手性中心的共轭结构π-扩展的分子34、35、51、52。合成出了轴向手性分子30,合成出[6]螺烯分子33,含有七元环的[5]螺烯分子31。得到了分子30的晶体,分析了其分子结构以及在空间中的排列性质。这些发现都为后续合成共轭结构更大的手性分子提供了重要思路。

关键词： 氧化石墨烯   水凝胶   壳聚糖   羧甲基化壳聚糖  

摘要： 病毒感染、细菌性疾病、与生物膜相关的感染以及癌症是全球医疗保健面临的重大挑战,因此有必要不断展开研究和跟进治疗进展,以提高它们的存活率和对传统药物的耐药性。首先,单纯疱疹病毒（HSV）对全球健康构成重大威胁,目前,估计有37亿50岁以下的人口（占人口总数的67%）已经感染了导致口腔疱疹的HSV-1,此外,近4.91亿的15-49岁的人（13%）受到HSV-2的影响,这也是生殖器疱疹的主要病因。更关键的是,HSV-2会增加感染和传播艾滋病毒的风险,进一步加剧其对公共健康的危害。其次,抗菌素耐药性（AMR）在全球范围内挑战日益严峻,促使世界卫生组织（WHO）启动了2021年临床前研究抗菌药数据征集活动。由于细菌性疾病及其治疗方法的效果越来越差,因此迫切需要新的治疗方法。此外,与AMR相关的生物膜也存在重大问题,特别是当涉及到与植入物相关的问题,包括假体周围关节感染和慢性伤口等。最后,癌症是导致全球死亡的主要原因之一,2020年造成近1000万人死亡,约占死亡人数的六分之一。部分原因在于治疗的局限性,如药物稳定性低,对癌细胞的靶向不精确,以及不良副作用等原因。 鉴于上述挑战,基于氧化石墨烯（GO）的纳米材料在抗病毒、抗菌、抗生物膜形成和药物传递系统研究领域的应用取得了重大进展,为应对这些挑战提供了切实可行的解决方案。这些材料具有优异的特性,包括高载流子迁移率、有效的光学透明度和高表面积。目前,虽然在不同生物应用方面取得了相当大的进展,由于存在聚集倾向、细胞毒性和生物相容性的担忧已成为限制,影响了这些材料在体外和体内研究中的生物医学利用。 本文的主要目标在于解决这些局限性,从而最大限度地发挥氧化石墨烯基纳米材料在应对医疗保健挑战中的作用。包括其潜在的抗病毒、抗菌、抗生物膜形成和靶向给药系统的应用。石墨烯水凝胶的制备有助于防止聚集,降低细胞毒性,并提高制备材料的生物相容性。因此,我们采用的方法是通过两种不同的策略:（I）壳聚糖纳米颗粒（NPs）;（II）羧甲基壳聚糖（CMCh）。将GO植入不同形式的改性壳聚糖（CS）中,从而开发出创新的水凝胶。然后,将改性的壳聚糖锚定在GO的表面,制成生物相容性、抗病毒、抗菌、抗菌膜和靶向给药制剂。这些系统就是GO/CS-NP和GO/CMCh纳米复合水凝胶。 第一种策略是利用纳米制剂CS来应对一些医疗卫生挑战,如疱疹病毒科病毒和细菌感染。该方法旨在开发创新的微生物灭杀剂,以减少HSV-1病毒的传播。制备并表征了一种含有GO、CS NPs、氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）和单宁酸（TA）的新型水凝胶。TA@ZnO/GO/CS纳米复合水凝胶对革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌具有独特的抗菌特性。此外,这种p H响应型水凝胶对HSV-1病毒表现出卓越的抗病毒功效,抑制率约为86%,且不会对细胞造成任何有害影响,因其卓越的溶胀特性,使其成为当代增强抗病毒药物和个人防护装备（PPE）的方法。 基于上一策略中所展示的出色活性,特别是GO/CS抗生物膜形成的能力,本策略的研究重点在于将没食子酸包封二氧化钛（GA@Ti O2）包封到GO/CMCh纳米复合水凝胶中,形成GA@Ti O2/GO/CMCh水凝胶。这种配方旨在解决由耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）引起的假体周围关节感染（PJI）,这种感染在骨科手术中造成了严重的并发症。因为紫外线在临床应用中存在局限性,本章的重点是在不依赖于紫外线（UV）活化的情况下提高二氧化钛纳米颗粒（Ti O2 NPs）的抗菌效果。通过将GA@Ti O2包裹在氧化石墨烯/羧甲基化壳聚糖（GO/CMCh）中以防止聚集,观察到对MRSA的显著抗菌活性。令人惊讶的是,即使在没有紫外线照射的情况下,Ti O2、GA@Ti O2和GA@Ti O2/GO/CMCh也表现出了显著的杀菌效果,抑菌区分别为14、12和12 mm。此外,这些材料显示出更强的抗生物膜形成能力。重要的是,材料表现出良好的生物相容性,支持其在临床应用中降低与MRSA-PJI相关发病率和死亡率的潜力。我们的研究结果突显了GA@Ti O2/GO/CMCh的显著抗菌特性,作为不依赖紫外线照射的情况下对抗MRSA的有效策略,并强调需要进一步的体内研究来评估其应对MRSA-PJI的潜力。 上一策略的结果证实,GO/CMCh纳米复合水凝胶展现出优异的生物安全性,提供了一种有前景的药物递送方案,用于应对肝癌这一仍然是全球主要健康挑战和第二大死亡原因的疾病。因此,GO/CMCh被设计为一种p H响应的药物递送系统,旨在用于递送治疗肝癌的多酚类抗氧化剂,如槲皮素（QR）和没食子酸（GA）。这项工作背后的基本原理在于解决传统化疗的局限性,并提供一种靶向和有效的药物输送系统。此外,对QR的包封效率为98%,对GA的包封效率为99.3%,对QR

关键词： 石墨烯   钴钕双金属氢氧化物   聚吡咯   超级电容器   比电容  

摘要： 超级电容器(Supercapacitor,SC)是一种高效的新型电化学储能设备,既具有普通电容器的快速充放电特性,同时兼具锂电池的能量储存功能,在电力负载平衡、替代传统电池、电动汽车辅助动力、电力系统储能、工业设备、医疗设备等领域得到了广泛应用。但超级电容器也存在能量密度相对较低、存储时间有限、循环性能不佳、限制电压工作范围等问题。针对化石燃料在为人类创造便利的同时,也带来了相应的环境问题。针对新能源方面的应用需求,尽量提升超级电容器的比电容量方面性能。电极材料对超级电容器的成本与性能方面起着核心的作用,本文以碳基材料石墨烯(GR)为主体,通过引入钴钕双金属氢氧化物(CoNd-LDH)和聚吡咯(PPy),采用复合材料(GR/PPy、GR/CoNd-LDH、GR/CoNd-LDH/PPy)作为研究对象,来实现高比电容量和高稳定循环性能。双金属氢氧化物因其优异的协同作用、长的循环寿命、低廉的成本以及丰富的来源而备受关注。与此同时,聚吡咯因其极高的理论比电容和广大的比表面积而受到瞩目。然而,在实际应用中,聚吡咯在多次充放电循环中因体积的收缩与膨胀导致结构受损,使得其性能并不理想,经济效益低下。另一方面,石墨烯具有出色的化学稳定性和高导电性。因此,本研究致力于深入探究复合材料中各组分间的协同机理,以期提高超级电容器的电化学性能。本论文主要研究结论如下: (1)采用还原法和低温原位聚合法来合成GR/PPy纳米材料。在这个过程中,球状聚吡咯被包裹在富含褶皱的石墨烯片层上。由于石墨烯具有的高比表面积,它为聚吡咯提供了大量的活性位点。同时,聚吡咯具有高导电性,本身内部又有无数的孔隙,这些特性显著提高了材料的比表面积。这种改进降低了接触电阻,进一步提升了电解质离子的传输效率,进而提升超级电容器的电化学性能。GR/PPy在1 A/g的电流密度下,其比电容达到321.4 F/g。在循环稳定测试下,4000次的循环充放电后,其比电容的保持率达到90.8%。 (2)采用还原法和水热法相结合的方式,成功制备出了珊瑚状结构的GR/金属氢氧化物,并深入研究了钴钕之间协同作用的最佳摩尔比例。其珊瑚状结构的疏密程度恰到好处,以及较大的比表面积,使得反应活性位点得以有效增加,从而展现出卓越的电化学性能。GR/Co ND-LDH在1 A/g的电流密度下,其比电容达到1054 F/g,并且在4000次的循环测试下,稳定性达到93.9%。 (3)采用了还原法、水热法和低温原位聚合法,成功地合成了GR/CoNd-LD H/PPy纳米复合材料。通过制备构建了一种具有多孔珊瑚状结构的复合材料。通过材料组分间的协同效应,GR/CoNd-LDH/PPy纳米复合材料在1 A/g时比电容值达到了1645.8 F/g。在4000次循环稳定性测试后,其比电容保持率达到94.5%。 图[47]表[6]参[158]

关键词： 太赫兹   索尔兹伯里屏   石墨烯   吸波性能调控  

摘要： 近年来,太赫兹技术得到飞速发展,由原来“太赫兹间隙”发展为研究热点,太赫兹辐射污染问题日益突出。为有效避免太赫兹污染,保障太赫兹信息通信安全,研究在太赫兹频段具备“薄”、“轻”、“宽”、“强”等特征的吸波器件成为热点。基于索尔兹伯里屏效应的金属/介质/金属“三明治”结构是一种典型的太赫兹波高效吸收结构。传统金属吸波器由于吸波性能不可调、超材料结构制备工艺复杂、成本高而应用受限,石墨烯得益于优异的光学、电学和力学特性,成为新一代太赫兹吸波器的理想候选材料。 本文创新性提出基于索尔兹伯里屏效应的石墨烯可调太赫兹吸波器,通过化学掺杂和电场调控方式对石墨烯费米能级进行精准调控,充分利用石墨烯优异光电特性,攻克了石墨烯电子学特性精准调控难题,突破了传统太赫兹吸波器难制备和不可调等问题,深入探究了石墨烯太赫兹吸波器吸收机理,通过简单的制备工艺获得宽带可调石墨烯太赫兹吸波器。本论文主要研究内容如下: 1、提出了一种化学掺杂调控石墨烯太赫兹吸波器件性能方法。在磁控溅射有金(Au)薄膜的聚酰亚胺(PI)上用湿法转移化学气相沉积(CVD)石墨烯,构筑石墨烯/PI/Au三层吸波结构,采用氯金酸掺杂石墨烯方式调控吸波器吸收性能,揭示了氯金酸与石墨烯间电荷转移调控费米能级机理,研究了石墨烯太赫兹吸波器吸波性能调控方法和机制。氯金酸与石墨烯之间的电子转移改变了石墨烯中自由载流子浓度,提升了石墨烯费米能级,增强了吸波器吸收性能。采用仿真模拟和实验测试相结合的方式验证吸波器的可调吸波性能。 2、提出了一种以离子凝胶为介质层电场调控石墨烯太赫兹吸波器件性能方法。在磁控溅射有Au薄膜的PI上用湿法转移CVD石墨烯,构筑石墨烯/PI/Au三层吸波结构,采用离子凝胶为介质层静电调控吸波器性能,揭示了离子凝胶静电场调控石墨烯费米能级机理,研究了石墨烯太赫兹吸波器吸波性能调控方法和机制。采用仿真模拟和实验测试相结合的方式验证吸波器可调吸波性能。此外,研究了所提出吸波器在复杂曲面的吸波性能,吸波器峰值吸收率超过95%。

关键词： 应变传感器   宽拉伸范围   高灵敏度   CNT   rGO  

摘要： 近年来,柔性应变传感器随着科技的发展,在健康医疗、人体运动的检测以及智能传感等领域表现出非常大的应用潜力,引起越来越多研究人员的关注。然而,目前已报道的应变传感器大多存在高灵敏度与宽拉伸范围无法同时满足、制备工艺复杂等问题,这在非常大的程度上限制了柔性应变传感器的实际应用。因此,通过简单的方法来制备出能够同时满足高拉伸性与高灵敏度性能的应变传感器至关重要。本论文通过传感材料以及对传感层进行结构设计,制备了工艺流程简单且具有优异传感性能的柔性应变传感器,并研究了该传感器在人体运动方面的应用。主要的工作如下: (1)制备出基于CNT/r GO双导电网络结构的柔性应变传感器,利用逐层喷涂的方法,基于碳纳米管与石墨烯所构建的双导电网络和高弹性聚合物基体PDMS复合而成的具有高灵敏和大拉伸性的柔性应变传感器,其形式为三明治结构(即逐层喷涂的石墨烯与碳纳米管作为传感层嵌入至两层PDMS之间)。基于碳纳米管与石墨烯双导电网络的弹性体纳米复合材料的应变传感器表现出非常宽的拉伸范围(高达213%)和非常高的灵敏度(高达200.3),快速的响应时间(10%的应变下响应时间300 ms,300 ms恢复时间)以及出色的可靠性和稳定性(>10000次循环,在30%应变下)。基于石墨烯与碳纳米管通过逐层喷涂形成的双导电网络,为应变传感器在高灵敏度和大工作范围之间的优化提供了一种有效的方法,在人机交互、健康监测和人体运动方面具有巨大的潜在应用。 (2)制备出基于褶皱结构的CNT/r GO应变传感器,利用两步预拉伸-释放的方法,把CNT喷涂在未完全固化交联的PDMS薄膜上之后,进行第一次预拉伸,在PDMS/CNT上喷涂利用L-AA(抗坏血酸)还原后的GO,得到PDMS/CNT/r GO。然后进行第二次预拉伸,并在PDMS/CNT/r GO上喷涂完CNT后,缓慢释放,得到具备褶皱结构的CNT/r GO应变传感器。在拉伸过程中,由于堆叠的碳纳米管与还原氧化石墨烯之间会发生可逆滑动以及微裂纹的扩展和裂纹间距的增大,使柔性应变传感器的灵敏度得到了非常大的提高。同时,褶皱结构能够有效的提高拉伸性。因此,基于预拉伸得到的具有褶皱结构的柔性应变传感器显示出较宽的感应范围(达到340%)和高灵敏度(敏感系数GF=25.95)、杰出的稳定性(在60%应变下,超过10000次循环)和较快速的响应/恢复时间(150 ms/350 ms)。在人体运动检测中展示出了巨大的潜在应用价值。

关键词： 石墨烯气凝胶   聚酰亚胺   多孔结构   电磁波吸收