目前迫切需要具有高靈敏度和大范圍線性響應(yīng)的應(yīng)變傳感器。在本文中，我們介紹了自發(fā)形成的Ti
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x/石墨烯/PDMS分層結(jié)構(gòu)，拉伸后可分為兩層：Ti
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x為主的脆性上層和柔性石墨烯/PDMS復(fù)合底層。通過上層和下層的協(xié)同運(yùn)動(dòng)破壞和維持導(dǎo)電路徑之間的平衡，確保了傳感器在寬應(yīng)變范圍內(nèi)具有較高且穩(wěn)定的應(yīng)變系數(shù)（例如，應(yīng)變范圍為0–52.6％和52.6–74.1％時(shí)應(yīng)變系數(shù)為190.8和1148.2）。基于Ti
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x/石墨烯/PDMS分層結(jié)構(gòu)的應(yīng)變傳感器還具有低檢測限（~0.025％）、高線性度（R2> 0.98）、高循環(huán)穩(wěn)定性（超過5000個(gè)循環(huán)）和對全方位人體運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確監(jiān)控。瑜伽中不同的呼吸模式得到了區(qū)分，以證明該傳感器的實(shí)用性。
Figure 1. a）Ti
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x/石墨烯應(yīng)變傳感器的制造示意圖；b）多層石墨烯和c）Ti
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x的TEM圖像；d）多層石墨烯和e）Ti
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x膜的俯視SEM圖像。
Figure 2. a）Ti
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x/G
0.1、b）Ti
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x/G
0.25、c）Ti
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x/G
0.5、d）Ti
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x/G
0.67的俯視SEM圖像；Ti
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x/G
0.5薄膜通過膠帶刮下e）一層和f）兩層的頂視圖SEM圖；g）完整的Ti
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x/G
0.5膜的元素映射；從h）一層和i）兩層膠帶上刮下的Ti
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x/G
0.5膜的元素映射。
Figure 3. 基于Ti
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x/石墨烯/PDMS應(yīng)變傳感器的應(yīng)變傳感特性：a）基于Ti
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x/G
0.5/PDMS應(yīng)變傳感器的相對電阻變化-應(yīng)變曲線；b）基于Ti
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x/石墨烯/PDMS應(yīng)變傳感器的相對電阻變化-應(yīng)變曲線；c）(b)中曲線在0-10％應(yīng)變范圍內(nèi)的再現(xiàn)；d）應(yīng)變傳感器在0.025％-10％的逐步增加應(yīng)變下的電流信號；e）應(yīng)變?yōu)?％時(shí)的實(shí)時(shí)電流-時(shí)間曲線；f）在10％應(yīng)變下，應(yīng)變傳感器在各種頻率下的電流變化；g）40％應(yīng)變下的循環(huán)耐久性測試；h）在40％應(yīng)變下特定拉伸/釋放循環(huán)的相對電阻-應(yīng)變曲線
Figure 4. 基于Ti
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x/石墨烯/PDMS應(yīng)變傳感器在初始拉伸/釋放周期中以各種應(yīng)變拉伸的俯視SEM圖像：（a-c）0％、（d-f）10％、（g-i）30％、（j-l）70％，（m-o）0％。
Figure 5. a–f）當(dāng)應(yīng)變傳感器拉伸到70％時(shí)，Ti
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x/G
0.5/PDMS結(jié)構(gòu)的EDS元素映射；g）在各種拉伸狀態(tài)下基于Ti
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x/G
0.5/PDMS結(jié)構(gòu)應(yīng)變傳感器的示意圖。
Figure 6. Ti
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x/石墨烯應(yīng)變傳感器的電流信號用于監(jiān)控a）手指彎曲，插圖：手指彎曲到相應(yīng)位置的數(shù)碼照片；b）開口和c）發(fā)聲；d）人體模型示意圖；記錄了在e）瑜伽中的呼吸模式下的電流信號；f）脈沖；g）慢步和跳躍。
相關(guān)研究成果于2019年由中國科學(xué)院Ranran Wang課題組，發(fā)表在Nano Energy（https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104134）上。原文：Ti
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x MXene-graphene composite films for wearable strain sensors featured with high sensitivity and large range of linear response。
