具有成本效益和可扩展制造方法的高性能柔性应变传感器是人机界面、软机器人和健康监测的迫切需求。本文，华南理工大学Cheng Qian等研究人员在《ADVANCED ENGINEERING MATERIALS》期刊发表名为“3D Printed Reduced Graphene Oxide/Elastomer Resin Composite with Structural Modulated Sensitivity for Flexible Strain Sensor”的论文，研究开发了一种基于数字光处理的3D打印方法，以可扩展且高效的逐层方式制备由还原氧化石墨烯/弹性体树脂 (RGO/ER) 组成的柔性应变传感器复合材料，作为应变传感元件和具有菱形结构的RGO/ER复合材料作为电极。作为传感元件的RGO/ER复合材料在0.01%至40%的线性应变检测范围内具有 6.723的灵敏度和超过10 000次拉伸-松弛循环的高机械稳定性。此外，通过结构调制，复合材料响应机械变形的灵敏度得到调制和抑制，可用作应变传感器的电极。具有结构调制性能的全3D打印设备可用于监测各种人体运动。
图1、a) 基于DLP的3D打印过程示意图。b) 基RGO/ER的3D打印字母“E”和“Q”的照片。c) 基于DLP的3D打印的基于RGO/ER的钻石形状的照片。d) 机械变形期间 RGO/ER 复合材料中的导电路径变化。
图2、a) 3D打印的纯ER的SEM图像。b) RGO的SEM图像。c) 3D打印的RGO/ER复合材料的SEM图像。d) RGO/ER、RGO和ER的拉曼光谱。e) 3D打印ER、RGO/ER和 MWCNT/ER复合材料的应力-应变曲线。f) 不同宽度的RGO/ER复合材料在厚度 (1 mm) 处的电流-电压曲线。
图3、RGO/ER复合材料的机电性能
