DOI: 10.1002/admt.202100394

基于3D气凝胶的压阻传感器以其较高的灵敏度和优异的力学性能而备受关注。在此，研究者基于纳米纤维增强MXene还原氧化石墨烯气凝胶，巧妙设计并制备了一种具有超高线性灵敏度的新型压阻传感器。MXene的存在使压阻式传感器具有较高的电导率。此外，纳米纤维可以作为支架通过穿透整个气凝胶网络来显著提高气凝胶的压缩弹性。而且，由于多个组件之间的协同效应，所制备的压阻传感器表现出优异的性能，包括高线性灵敏度（在0-500Pa下为331kPa-1，在500Pa-7.5kPa下为126kPa-1），快速响应时间（负载71ms，恢复15ms）和低检测限（1.25Pa）。更重要的是，即使经过17000次压缩循环，它仍能保持稳定的信号输出。此外，所构建的传感器可以有效实时检测人体呼吸、心跳和发声。基于上述优势，本研究所制备的传感器有望在未来的柔性可穿戴电子设备中发挥作用。

图1.aPANFs/MX-rGA制备过程示意图。

图2.a）PAN纳米纤维的SEM图像。b）MXene的TEM图像。c）rGA和aPANFs/MX-rGA的XRD光谱。d-g）aPANFs/MX-rGA的SEM图像以及C、N和Ti的相应元素映射图像。

图3.a）aPANFs/MX-rGA在80％应变下的应力-应变曲线。b）aPANFs/MX-rGA在50％应变下进行500次循环的应力-应变曲线。c）在50％应变下进行循环测试前后aPANFs/MX-rGA的高度。aPANFs/MX-rGA的d-f）层结构和g-i）孔结构图以及相应的SEM图像。

图4.a）aPANFs/MX-rGA传感器在不同压缩应变下的I-V曲线。b）传感器在不同压力下的I-t曲线。c）响应和恢复时间。d）对水滴产生压力的响应。e）基于aPANFs/rGA和aPANFs/MX-rGA的传感器的灵敏度。f）灵敏度结果与其他研究的比较。

图5.a）aPANFs/MX-rGA传感器在17000次重复加载-卸载试验期间的I-t曲线。b）呼吸、c）手腕脉搏和d）不同单词发音的信号。