杭州电子大学《AMT》封面：基于可调控石墨烯片薄膜电极的超级电容多模式传感器

材料分析与应用 · 公众号 · · 2025-01-10 16:37

正文

1 成果简介

超级电容式多模传感技术在各个领域，特别是在蓬勃发展的智能可穿戴设备和人机交互领域，正受到越来越多的关注。通常情况下，这些传感器采用导电纳米线和聚二甲基硅氧烷（PDMS）等软材料构成的矩阵，作为薄膜超级电容器（TFS）的电极。为了促进多模传感，调节响应曲线的能力对于实际应用至关重要。 本文，杭州电子大学周阳辛、邬迪华、尹春凤等研究人员在《ADVANCED MATERIALS TECHNOLOGIES》期刊 发明名为“Supercapacitive Multimode Sensing with Tunable Graphene Sheet Film Electrodes (Adv. Mater. Technol. 1/2025)”的论文 ，研究引入了厚度可定制的多孔导电石墨烯片（GS）薄膜作为TFS电极。

首先开发了一种使用真空过滤的晶圆级制造方法，以获得具有可调片电阻的石墨烯薄膜，这种片电阻可以接近渗滤阈值。亲水性醋酸纤维素（C A）滤膜的使用有利于 GS 薄膜在脱水后自发、无损地从滤膜上分离。通过对多孔膜进行随时间变化的接触角测量，阐明了自发分离机制。分离后的 GS 膜可作为电极无缝、稳定地集成到 TFS 设备中。通过这种集成，可同时实现电容应变传感和离子温度传感的多模传感能力。通过调整电极厚度，这些多孔GS薄膜的可调性可对多模传感的响应曲线进行微调。