北京石墨烯研究院王旭東研究員團隊在《《J. Mater. Sci. Mater. Electron.》期刊發表名為“Green preparation of graphene-based plantar pressure sensor”的論文，研究提出通過真空脫氣混合和絲網印刷展示了一種方便、綠色的石墨烯/PDMS薄膜壓力傳感器的大規模生產方法。
圖1.石墨烯-PDMS壓力傳感器陣列制備原理圖
圖2、a） 通過絲網印刷制作銀電極的圖片，b，c ）不同放大倍率下銀線的 SEM 圖像，d-f ）石墨烯/PDMS 傳感層的表征
圖3、垂直壓力為231kpa下石墨烯-PDMS壓力傳感器的性能比較
圖4、不同固化劑含量的PDMS交聯密度示意圖
石墨烯可以通過高速旋轉和旋轉均勻分散在PDMS中，無需傳統的機械攪拌和有機溶劑的幫助。通過絲網印刷對傳感層和導電層進行套印，加速了傳感器的組裝。通過優化石墨烯、PDMS 和固化劑的比例來改變交聯和導電網絡，在寬壓力范圍 （3–400 kPa） 下實現了出色的傳感性能。此外，我們集成了25個傳感單元，形成用于可穿戴電子產品的智能鞋墊，這些鞋墊與外部藍牙模塊相結合，在腳跟站立，直接站立，腳掌站立和腳趾站立方面具有更高的識別精度。因此，石墨烯基壓力傳感器具有高效的制備工藝和卓越的傳感性能，在醫療保健應用中具有廣闊的前景。
圖5、石墨烯-PDMS壓力傳感器的性能表征
圖6、鞋墊壓力傳感器和25個集成傳感數據采集系統的照片
圖7、右腳在整個步態周期中的足底壓力演示
綜上所述，北京石墨烯研究院王旭東團隊開發了綠色石墨烯基足底壓力傳感器，具有感應范圍寬、響應時間快、靈敏度高、佩戴舒適等優點。真空脫氣混合和套印用于壓力傳感器的高效制造和組裝。傳感層可以直接配備柔性銀電極，無需額外的電極添加過程。此外，石墨烯含量（1.5wt%）接近滲透閾值，PDMS與固化劑的優化比例為3：1。滲透理論與增強交聯網絡的結合提高了壓力傳感器的性能。方便的制備方法和材料體系可以擴展到其他可穿戴和醫療保健應用，為石墨烯基柔性和印刷電子的發展奠定了基礎。
