基于新方法的传感器可用于脉搏监测。北京航空航天大学供图
近日，北京航空航天大学教授单光存团队提出了一种利用叉指电极制备基于二维材料MXene/聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的高性能电容式柔性压力传感器的新方法，通过选择合适的叉指电极数目和优化MXene/PVP滤纸膜的介电层，可以提高电容传感器的灵敏度。该传感器可用于各种压力监测，如手指按压、手腕脉搏、呼吸等。相关研究成果发表于《微系统与纳米工程》。
MXenes具有高金属导电性、亲水性和较大的比表面积，被认为是一种革命性2D材料。其在外界压力作用下，内部层状结构之间的距离发生极大变化，因此具有较高的灵敏度。
单光存团队提出利用叉指电极制备基于MXene/PVP的高性能电容式柔性压力传感器的新方法，可以使基于MXene/PVP的电容传感器具有高灵敏度、低检测限、宽传感范围、快速响应和恢复时间以及10000次循环的机械稳定性。基于MXene和PVP的压力传感器由4层结构组成，分别是覆铜的PET薄膜、MXene、PVP复合薄膜和绝缘胶带。
由于传感器具有较宽的检测范围，而且在较小外界压力作用下具有较高的灵敏度，因此，研究人员将其应用于人类肢体活动和生理状态等的监测中，结果表明输出信号与人体活动高度同步。这些优异的性能使基于MXene/PVP的电容传感器能够应用于柔性可穿戴技术中。
该研究提供了一种利用叉指电极制作高灵敏度电容传感器的新方法，在柔性电子和可穿戴健康监测中有着广阔的应用前景。（见习记者田瑞颖）
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41378-021-00327-1
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