由于可穿戴电子设备的快速发展，迫切需要具有高灵敏度、低成本和宽响应范围的柔性压阻传感器。在这里，碳纳米管（CNTs）/石墨烯/水性聚氨酯（WPU）/纤维素纳米晶（CNC）复合气凝胶（CNTs/石墨烯/WC）通过简便的溶液混合和冷冻干燥技术制备，用于高性能压力传感器。WPU和CNC被构建为3D结构骨架，CNT的协同效应有助于增强传感性能。所获得的压力传感器具有高度多孔的网络结构、卓越的机械性能（76.16 kPa）、高灵敏度（0.25 kPa-1）、超低检测限（0.112 kPa）和高稳定性（> 800次循环）。更重要的是，压阻传感器可以成功地用于检测各种人体运动，如手指弯曲、蹲起、步行和跑步，并通过电信号有效地提取实时信息。此外，CNTs/石墨烯/WC复合气凝胶表现出优异的隔热性能，可长时间承受160°C而不损坏结构。碳纳米管/石墨烯/WC复合气凝胶，由于其隔热性能，赋予传感器在高温环境中的应用潜力。结果表明，CNTs/石墨烯/WC复合气凝胶具有高传感性能和出色的隔热性能，这意味着该气凝胶可用作柔性、可穿戴电子产品。
图 1. （a）CNTs/石墨烯/WC 复合气凝胶的制备示意图和（b） CNTs/石墨烯/WC 复合气凝胶的数字图片。
图 2. WC (a-c)、CNTs/WC (d-f) 和石墨烯/WC (g-i) 在不同放大倍数下的 SEM 图像。
图 3. (a-c)不同放大倍数下 CNTs/石墨烯/WC 复合气凝胶的 SEM 图像。(d-f) 和侧视 SEM 图像。
图 4. WPU, WC, graphene/WC, CNTs/WC,
和CNTs/graphene/WC的红外图（左）和XRD图（右）
图 5. (a, b) CNTs/石墨烯/WC在120℃ 和 (c, d) 160℃ 的稳定加热源上的红外热成像照片。
图 6. (a) CNTs/graphene/WC 在压缩和释放过程中的照片。 (b) WPU、WC 和 CNTs/石墨烯/WC 的压缩应力-应变曲线。(c) 不同循环后 10% 和 30% 最大应变下 CNTs/石墨烯/WC 的压缩应力-应变曲线。
图 7. (a) CNTs/WC、(b) 石墨烯/WC 和 (c 和 d) CNTs/石墨烯/WC 在不同压力下的实时电阻响应。(e) CNTs/石墨烯/WC复合气凝胶在0.112 kPa压力下的相对电阻变化。(f) CNTs/WC、石墨烯/WC和CNTs/石墨烯/WC压力传感器的灵敏度。(g) CNTs/graphene/WC-based sensor 对力的响应分别为 0.5、1.0 和 1.5 mm/s。(h) CNTs/graphene/WC 的响应时间。(i) CNTs/graphene/WC 在1.568 kPa压力下连续 800 次压缩-释放循环的稳定性能。(j) 近年来报道的基于气凝胶的柔性传感器传感性能的比较。
图 8. (a) 循环压缩示意图。(b) CNTs/graphene/WC 在施加压力下结构变化的示意图和机械说明。
图9. 使用碳纳米管/石墨烯/碳化钨复合气凝胶实时监测各种人体活动，包括(a)手指弯曲，(b)手腕弯曲，(c)肘部弯曲，(d)蹲起，(e)行走和(f)跑步。
郭荣辉
郭荣辉，女，教授，博士生导师，香港理工大学博士，四川省学术和技术带头人后备人选，四川大学海外引进人才。教育部高等学校纺织类专业教学指导委员会纺织工程专业分委会委员，中国纺织工程学会理事会染整专业委员会委员，四川省节能协会节能环保产业技术专家委员会委员，四川省纺织工程学会理事会理事。主要研究方向：功能柔性材料、柔性可穿戴传感器、柔性电池、生物医用材料、生物质资源高值化利用等。近年来，主持过国家自然科学基金、四川省科技计划项目、成都市科技局项目、宁波市科技局项目及横向课题。发表论文140余篇，其中SCI收录100余篇，申请发明专利20余项。获中国纺织工业联合会纺织之光“优秀教师”，四川大学“五粮春”青年教师优秀教学奖、四川大学“优秀教师”、四川大学“青年骨干教师”。四川大学巾帼建功立业先进个人、四川大学“探究式-小班化”教学质量优秀奖、四川大学大学生课外科技实践活动优秀指导教师、四川大学优秀实习指导教师等。教学成果获中国纺织工业联合会纺织教育教学成果二等奖，论文获中国纺织工程学会第15届、17届陈维稷优秀论文奖，2015-2019年中国化学纤维工业协会·恒逸基金”优秀学术论文。
教育背景:
2014.7-8 德国克劳斯塔尔工业大学 访问学者
2007.1-2010.1 香港理工大学 博士
2007.9 日本京都工艺纤维大学 交换生
2001.9-2004.7 四川大学 硕士
工作经历：
2019.9-至今 四川大学 教授
2011.8-2019.8 四川大学 副教授
2010.2-2011.8 香港理工大学 副研究员
承担课程：
物理化学（本科）、工程伦理学（本科）、生物质纤维材料学（硕士）、纤维前沿科学与技术(博士)
近年来主持科研项目情况：
1.国家自然科学基金，U1833118，2019.1-2021.12.
2.四川省科技计划重点研发项目子课题，2020YFN0150，2020.8-2023.7.
3. 四川省科技计划项目，2019YF0244，2019.01-2020.12.
4. 成都市科技局项目，2019-YF05-00892-SN，2019.8-2020.8.
5. 成都市科技局项目，2015-HM01-00380-SF，2016.8-2018.8.
5. 校地合作项目，2019CDYB-29，2020.1-2021.12
6. 横向合作项目，19H0205，2019.4-2021.12
7. 横向合作项目，18H1508，2018.12-2021.12
8. 横向合作项目，17H0647，2017.8-2020.8
9. 横向合作项目，19H0204，2019.4-2022.4
10. 横向合作项目，19H1036，2019.12-2020.11
11.横向合作项目，20H1013， 2020.11-2021.11
12.横向合作项目，18H1004，2018.5-2021.5
13.横向合作项目，19H1047， 2019.12-2020.12