江天炎，张 程，曾 帅，毕茂强，陈 曦

(1.重庆理工大学 电气与电子工程学院，重庆 400054，2.新疆大学 电气工程学院，乌鲁木齐 830047)

近年来，随着可穿戴设备的研究进展，各类柔性传感器得到了广泛研究[1-3]。其中，具有柔性特征的敏感材料也成为该领域的重要研究内容。2004年，Geim团队采用机械剥离的手段第一次获得了单层石墨烯[4]。石墨烯材料的力学特性非常突出，除了它的杨氏模量非常高之外，石墨烯材料的硬度也很高，断裂强度为130 GPa，弹性常量达到了5 N/m。石墨烯材料的这些性质表明，使用石墨烯材料作为压力传感器的敏感单元在理论上有非常大的优势。目前已经有研究表明，石墨烯材料在1%的应力作用下便能作出反应，使自身的带隙打开而产生电能，从而实现力学与电学的直接转换。室温下，石墨烯材料的电子迁移率高达15 000 cm2/(V·s)[5]，热导率为5 000 W/mK[6-7]，杨氏模量可达1 TPa[8]。这些优异的性质使得石墨烯在各类传感器领域有广泛的应用前景[9-11]。

目前，不少学者在该领域的研究取得了进展。Smith A D等[12]研制了一种悬浮式的石墨烯压力传感器，在外施压力的作用下，其灵敏度仅为2.66×10-5kPa-1，工作范围为100 kPa。王萍萍等[13]提出了一种三维柔性石墨烯压力传感器，响应时间为75 ms，恢复响应时间为112 ms，但灵敏度只有0.013 kPa。李伊梦等[14]在2020年提出的石墨烯/PDMS仿生银杏叶微结构柔性压阻式压力传感器具有1.56 kPa的灵敏度和20 kPa的工作量程。由此可以看出，现阶段的石墨烯压力传感器难以同时满足高灵敏度和大量程的需求，而这主要取决于敏感材料的各项特性与传感器的结构设计。……