基于双侧致密结构石墨烯纤维的高性能压力传感器及其在人体运动监测中的应用

本文报道了一种基于湿法纺丝和基底辅助干燥策略制备的双侧致密带状石墨烯纤维（GF）压力传感器，其导电率高达3.19×104 S m?1，在0-10 kPa范围内灵敏度达30.79 kPa?1，并兼具快速响应（88 ms/72 ms）和超万次循环稳定性，为智能穿戴（wearable devices）和健康监测（health monitoring）提供了创新解决方案。

　　

Highlight

本研究通过精准调控石墨烯纤维（GF）的双侧致密结构，成功突破了柔性压力传感器在灵敏度（30.79 kPa^?1）、检测范围（0-150 kPa）和机械强度（179.6 MPa）之间的性能壁垒。这种"缎带状"GF构成的传感器不仅能捕捉关节弯曲等宏观运动，还可精准识别脉搏搏动等微生理信号，为人工智能（AI）医疗和智能织物（smart textile）开发提供了新材料范式。

Conclusions

综上所述，我们开发了一种具有双侧不对称结构的GF基压力传感器。通过基底辅助干燥技术赋予GF独特的致密表面和超高导电性（3.19×10⁴ S m^?1），使其在保持15.59 kPa^?1高灵敏度的同时，检测范围扩展至150 kPa。该器件像"电子皮肤"般贴合人体，可稳定监测万次循环以上的动态压力，为慢性病管理（如心血管监测）和人机交互（HMI）开辟了新途径。