来自都柏林圣三一大学物理学院SFI先进材料和生物工程研究中心AMBER的研究人员已经使用其创新的G-Putty材料开发了下一代基于石墨烯的传感技术。
高性能应变传感器通常由压阻材料制成，其变形会改变电阻。这种传感器对于许多应用都很重要，尤其是能够监测脉搏和呼吸等生命体征的柔软可穿戴传感器。近年来，纳米复合材，通常由嵌入聚合物基体中的一维或二维纳米材料组成，已被证明是通用材料，并已用于多种终端应用中，例如气体、化学、热量和生物学感应。除此之外，对聚合物纳米复合材料作为应变传感器也进行了大量研究。虽然通常使用压缩成型、注塑成型、挤出和热成型等方法加工聚合物，聚合物纳米复合材料通常通过溶液制备共混熔融混合/复合原位聚合和复合材料自组装。但通过印刷形成的纳米复合材料不太常见。
根据基质的不同，纳米复合材料可以非常柔软，因此可以贴在皮肤上。它们还具有高工作应变范围，使其成为可穿戴传感等新兴领域的理想选择。然而，纳米复合应变传感器具有许多明显的缺点。尤其是，它们的粘弹性可能会引起电阻滞后，而与所考虑的应变无关，并且使应变系数与速率密切相关。对于要求电阻和应变之间具有唯一关系的应变传感器来说，这是个重大问题。G-putty就是一个很好的例子，它的极度柔软会在拉紧时导致严重的粘塑性松弛。这意味着，即使G-putty具有极高的规格系数，也无法将其用于制造实际的应变传感器。此外，有证据表明，由G-putty显示的高规格因子与它的低粘度具有内在联系，进一步使事情复杂化。
需要一种制造和处理纳米复合感测材料的方法，其导致高规格系数和电导率，但是其磁滞和速率依赖性已得到抑制。在这里，来自都柏林圣三一大学的研究人员开发了一种配制基于G-putty的油墨的方法，该油墨可以印刷到弹性基材上直接图案化的薄膜上。重要的是，印刷导致相分离，导致具有高导电性的富含石墨烯的表面区域。这进而允许制造非常薄的薄膜，该薄膜显示的电阻足够低，可以测量压阻效应。这很重要，因为这样的薄膜以显着降低磁滞和速率依赖性的方式被机械固定在基板-薄膜界面上。研究人员已将此类薄膜制成高性能传感器，可用于多种应用，例如生物医学传感器或作为速度和功率监视器安装在自行车上。