汪正平院士&陈显平Nat Commun ：具有超宽范围和高灵敏度的海胆状微观结构压力传感器

Nanoyu

2021-03-20

灵敏度和压力范围是压力传感器的两个重要参数。现有的压力传感器很难同时实现高灵敏度和宽压力范围。

近日，佐治亚理工学院汪正平院士，重庆大学陈显平教授报道了一种新型三元纳米复合Fe₂O₃/C@SnO₂压力传感器。

文章要点

1）研究人员首先采用水热法合成导电材料。然后将一块干净的三聚氰胺海绵浸泡在样品溶液中。电极连接后，得到了以三聚氰胺海绵为基底的压力传感器。

2）Fe₂O₃的海胆状结构促进了信号转导，保护了Fe₂O₃针的机械断裂，而乙炔炭黑提高了Fe₂O₃的导电性。另外，SnO₂纳米颗粒一部分附着在Fe₂O₃针表面形成Fe₂O₃/SnO₂异质结构，另一部分分散在碳层中形成SnO₂@C结构。总体而言，三种结构（Fe₂O₃/C、Fe₂O₃/SnO₂和SnO₂@C）的协同效应改善了单一结构的有限压力响应范围。

3）实验结果显示，Fe₂O₃/C@SnO₂压力传感器具有灵敏度高（680 kPa⁻¹）、响应速度快（10ms）、宽范围（高达150 kPa）、重复性好（在110 kPa压力下超过3500次）等特点，在可穿戴电子器件和健康监测等领域具有广阔的应用前景。

参考文献

Wang, Xm., Tao, Lq., Yuan, M. et al. Sea urchin-like microstructure pressure sensors with an ultra-broad range and high sensitivity. Nat Commun 12, 1776 (2021).

DOI：10.1038/s41467-021-21958-y

https://doi.org/10.1038/s41467-021-21958-y