MXene水凝胶压力传感单元

水下超高灵敏

通过离子液体修饰的MXene/多孔还原氧化石墨烯复合水凝胶电极，实现了水下60天的长效稳定和高灵敏度，可捕捉微弱水流扰动。

Yang, Chengxiu · 胡佳飞 · Liu, Lihui · Shaowei, Wu · Pan, Mengchun · 刘彦 · 李裴森 · 张琦 · Qiu, Weicheng · Luo, Huihui

Microsystems and Nanoengineering 2024

参数信息

灵敏度

136207 kPa⁻¹

压力分辨率

10 Pa

工作范围

1 MPa

技术优势

超高灵敏度

交联MXene与多孔还原氧化石墨烯并引入离子液体，增大了界面电容，使传感单元灵敏度达到~136,207 kPa⁻¹。

水下长效稳定

离子液体修饰增强了MXene的长期界面活性，使器件在水下环境中连续工作60天仍保持高灵敏度。

高压分辨率

在1 MPa的宽工作范围内能分辨10 Pa的微小压力变化，足以捕捉鱼类姿态的细微改变。

直接感知流场

可穿戴背心直接穿戴在鱼身上，感知周围水流扰动，无需视觉系统即可识别鱼类运动。

应用场景

• 水下压力传感：捕捉水流扰动，实现水下压力高灵敏检测。
• 柔性可穿戴传感：集成于背心，实时记录鱼体姿态变化。
• 导电水凝胶：水凝胶电极提供稳定界面电容与水下适应性。
• 流场监测：穿戴式传感直接感知周围流场扰动。
• 鱼类行为学：非视觉追踪鱼游动，用于行为学研究。