平行狭缝石墨烯应变传感器

频率分辨至0.2 Hz

利用迟滞效应和仿生狭缝结构，在超高灵敏度下实现振动频率的精准选择性响应。

王群 · Yao, Zhongwen · Zhang, Changchao · 宋洪烈 · Ding, Hanliang · 李波 · 牛士超 · Huang, Xingyan · 陈传海 · 韩志武 · 任露泉

Nano-Micro Letters 2023

具体参数

灵敏度因子

{'zh': '657.36', 'en': '657.36'}

频率分辨率

{'zh': '0.2', 'en': '0.2'} Hz

频率检测范围

{'zh': '103', 'en': '103'} Hz

耐久性

{'zh': '1000', 'en': '1000'} cycles

技术优势

能分清 0.2 Hz 的频率

在迟滞效应和狭缝结构的协同作用下，传感器对不同频率振动产生的形变模式完全不同，从而让微小频率差别被放大为可区分的信号。

灵敏度够高，测形变不用放大器

单层石墨烯与柔弹性基底的组合让器件在微小应变下电阻变化巨大，直接输出可采集的强信号。

能测振动波形，不只是频率

除了频率和振幅，器件还能分辨不同振动波形的特征，相当于一个微型振动记录仪。

应用场景

• 柔性传感器：替代传统刚性振动传感器，贴在曲面或人体皮肤上，无创连续采集微弱形变信号。
• 微流控振动监测：分辨微流控系统中由泵或流体脉动引发的微小振动，用于流量反馈和故障预警。
• 精密振动检测：在实验室或产线上捕获0.2 Hz级频率漂移，替代激光测振仪，成本更低且无需对光。
• 机械设备健康监测：贴在轴承或齿轮箱外壳上，通过特征波形识别早期磨损，实现不停机巡检。