本文要点：

开发用于可靠的环境弹性压阻传感器的界面工程工艺，解决疏水性PDMS表面上石墨烯涂层的制造难题

成果简介

在机器人感测和假肢皮肤中至关重要的是，像皮肤一样的传感器能够在不影响性能的情况下转换触觉压力和振动，这是至关重要的。然而，由于其固有的材料特性，在压阻传感器中，在温度和湿度等变化的环境条件下传感器性能的变化是很常见的。此外，软弹性体的粘弹性会以时间相关的方式引起应变响应，这在高频触觉任务（例如纹理识别）中构成了传感器限制。

本文，演示了一种新型的环境稳健的触觉传感器，通过界面工程过程均匀石墨烯涂层微观结构弹性体。该传感器可在一定温度范围（25–60°C）和湿度（相对湿度30–90％）范围内实现可靠的压力响应，电阻变化分别小于5％和3％。它还能够检测频率高达Hz的振动。此外，我们的传感器表现出超高的耐用性，在一百万次循环后保留了高灵敏度和低滞后性。我们展示了传感器在不同动脉的表皮信号监测中的应用，以及结合机器学习的准确（95％）表面纹理识别。

图文导读

图1.（a）健康监测和纹理识别中的GTac传感器示意图。

（b）传感器制造过程的图形流程。

（c）涂有Gr/GO层的微金字塔阵列的SEM图像。

（d）GTac传感器的压力响应。插图显示压力响应的标准偏差。

图2.GTac传感器的建模和理论分析。

图3.GTac传感器的特性

图4.GTac传感器在健康监测中的应用

图5.GTac传感器在纹理识别中的应用

小结

总之，介绍了一种基于石墨烯的压阻传感器GTac传感器的设计和制造方法。通过引入GO作为合适的界面层，我们能够通过受控的溶液剪切和浇铸工艺在微结构化PDMS表面上沉积均匀的石墨烯层。这种结构导致了高度耐用且对振动敏感的压力传感器，其对环境的压力响应较低。该传感器具有高灵敏度，低检测极限，宽压力范围和减弱的磁滞现象。提出了一个分析模型以量化其压阻响应。最后，展示了传感器在生理信号监测和纹理识别中的功能。环境弹性传感器在医疗保健领域具有巨大的潜力，

文献：

Environment-ResilientGrapheneVibrotactileSensitiveSensorsforMachineIntelligence