近日，海洋先进材料与智能传感研究中心王军教授和陈华民副教授与中国科学院半导体研究所徐云研究员团队合作，提出根据应变分布优化褶皱石墨烯和平面石墨烯布局，可以调控应力传感器的灵敏度和可延展性，从而实现高灵敏度和高可延展性应力传感器。这一成果以“Enhanced Stretchable and Sensitive Strain Sensor via Controlled Strain Distribution”为题近期发表在《Nanomaterials》杂志上（2020,10,218）。
Figure 1．(a)应力传感器拉伸和弯曲测试结构示意图；(b)拉伸情况下柔性衬底的应变分布；(c)拉伸应变下传感器的电阻变化；(d)弯曲应变下传感器的电阻变化。
柔性可穿戴设备由于其在人体健康监测和皮肤电子领域的巨大市场吸引了全世界的关注。其中电阻型应力传感器作为最重要和经典的柔性器件，具有材料来源广、制备简单、灵敏度高和易集成等特点。研究者们通过优化材料、引入裂纹和微结构等方法增强传感器的灵敏度或可延展性。虽然传感器的灵敏度和可延展性已经得到了极大提高，但是其挑战在于如何同时兼顾灵敏度和可延展性。
基于此，我们提出了一种高灵敏度和高可延展性应力传感器的新型设计方案。具体而言：根据可延展柔性衬底上的应力分布，将平面石墨烯和褶皱石墨烯合理布局，利用平面石墨烯的高灵敏度和褶皱石墨烯的高可延展性，可以有效调控器件的灵敏度和可延展性。针对拉伸运动，可延展应力传感器的GF为20.1（
），在大应变下高达337.8（
）。针对弯曲运动，该应力传感器可以识别向内弯曲和向外弯曲。该工作证明了一种可以同时调控传感器灵敏度和可延展性的新颖方法，而且该方法可以应用到其它材料体系。
此外，该课题组还提出了一种简单有效的AuCl3掺杂褶皱石墨烯的方法，能有效提高柔性摩擦纳米发电机的输出性能（Performance-Enhanced Flexible Triboelectric Nanogenerator Based on Gold Chloride-Doped Graphene,ACS Applied Electronic Materials, 2020,2,1106），综述了收集海洋能量的摩擦纳米发电机和基于此的自供电海洋环境监测系统（Triboelectric Nanogenerator for a Macro-scale Blue Energy Harvesting and Self-Powered Marine Environmental Monitoring System, Sustainable Energy and Fuels, 2020, 4,1063），为自供电传感系统打下坚实的基础。
该研究得到了闽江学院引进人员科研启动基金，福建省自然科学基金和国家自然科学基金项目的资助。
相关论文链接：
https://doi.org/10.3390/nano10020218
https://doi.org/10.1021/acsaelm.0c00100
https://doi.org/10.1039/C9SE01184F
（图文 海洋先进材料与智能传感研究中心 通讯员 王聪聪）