6月5日報道，物理學(xué)家創(chuàng)造了有史以來最靈敏的應(yīng)變傳感器，能夠檢測羽毛的重量。該應(yīng)變傳感器是由薩塞克斯大學(xué)材料物理小組開發(fā)的，其拉伸強(qiáng)度比目前市場上的應(yīng)變儀高80倍，并且其電阻變化比研究中最敏感的材料高100倍。這些傳感器可以為可測量患者生命體征的可穿戴技術(shù)、監(jiān)視建筑物和橋梁結(jié)構(gòu)完整性的系統(tǒng)帶來新的靈敏度。

拉伸和扭曲超靈敏應(yīng)變傳感器。

　　薩塞克斯大學(xué)數(shù)學(xué)與物理科學(xué)學(xué)院的馬庫斯·奧瑪拉（Marcus O'Mara）說：“下一波應(yīng)變傳感技術(shù)使用了諸如橡膠之類的彈性材料，并注入了諸如石墨烯或銀納米粒子之類的導(dǎo)電材料，我們相信這些傳感器是向前邁出的一大步。與科學(xué)文獻(xiàn)中引用的線性和非線性應(yīng)變傳感器相比，我們的傳感器展現(xiàn)出有史以來最大的電阻絕對變化?！?/p>

　　薩塞克斯大學(xué)實驗物理教授艾倫·道爾頓（Alan Dalton）表示：“這項有前途的技術(shù)在醫(yī)療保健、運(yùn)動表現(xiàn)監(jiān)測等成熟領(lǐng)域以及諸如軟機(jī)器人等快速發(fā)展的領(lǐng)域中可能特別有用。我們的研究開發(fā)了廉價、可擴(kuò)展的健康監(jiān)測設(shè)備，可以對其進(jìn)行校準(zhǔn)，以測量從人體關(guān)節(jié)運(yùn)動到生命監(jiān)護(hù)的所有內(nèi)容，可以在患者的身體上使用多種設(shè)備，無線連接并相互通信以提供實時移動健康診斷，費(fèi)用僅為目前的一小部分?！?/p>

　　這份發(fā)表在《高級功能材料》雜志上的新論文詳細(xì)介紹了將大量石墨烯納米片以結(jié)構(gòu)化、可控制的方式并入PDMS基質(zhì)中的過程，從而獲得了出色的機(jī)電性能。

高倍率下G球的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。圖片來源：薩塞克斯大學(xué)

　　據(jù)悉，該方法具有擴(kuò)展到二維層狀材料和聚合物基質(zhì)的廣泛潛力，傳感器在所有測得的載荷水平下均提供了大大提高的電導(dǎo)率，而沒有明顯的滲漏閾值。商用量規(guī)設(shè)備的靈敏度和應(yīng)變范圍相對較低，應(yīng)變系數(shù)范圍為2-5，最大應(yīng)變?yōu)?％或更低，導(dǎo)致電阻增加不到25％，并阻止了人體運(yùn)動所需的高應(yīng)變感測監(jiān)控。

　　新傳感器能夠檢測到小于0.1％的應(yīng)變，這是因為它們的應(yīng)變系數(shù)更高，約為20，而應(yīng)變高達(dá)80％，其中指數(shù)響應(yīng)導(dǎo)致電阻變化超過一百萬。這樣既可以進(jìn)行高靈敏度的低應(yīng)變感測，以進(jìn)行脈沖監(jiān)測，又可以對因記錄電阻變化而導(dǎo)致的胸部運(yùn)動和關(guān)節(jié)彎曲進(jìn)行高應(yīng)變測量。

　　薩塞克斯大學(xué)材料物理研究所研究員肖恩·奧吉爾維（Sean Ogilvie）博士說：“通?；诮饘俨?guī)的商業(yè)應(yīng)變傳感器，其精度和可靠性超過靈敏度和應(yīng)變范圍。納米復(fù)合材料是下一代應(yīng)變傳感器的有吸引力的候選產(chǎn)品，盡管它們具有彈性，但是由于納米級聚合物的液體性質(zhì)、非線性效應(yīng)（例如磁滯和蠕變）阻礙了工業(yè)的廣泛采用，這使得精確、可重復(fù)的應(yīng)變讀數(shù)成為一項持續(xù)的挑戰(zhàn)。我們的傳感器以一種可重復(fù)的、可預(yù)測的模式穩(wěn)定下來，這意味著盡管有這些影響，我們?nèi)匀豢梢蕴崛〕鰬?yīng)變的準(zhǔn)確讀數(shù)?！?/p>