来自英国和意大利的研究人员用纸制作了第一台喷墨印刷的石墨烯应变传感器。即使只是非常小的应变，该装置也具有高达125的测量系数，并且其整体灵敏度和性能可以通过不同的打印参数（例如液滴间距和印刷次数）来调节。它可用于机器人皮肤、健康监测应用以及智能包装等应用中。

虽然它们提供的关于机械应力的相关信息很有价值，但传统的应变计可能会体积庞大，安装和维护成本高，并且通常需要复杂的信号处理方案。因此，低成本、灵活性好以及易于集成的应变计将是更好的选择，因此能够印刷到各种基底上的传感器是研究人员正在研究的很有前景的一类器件。

碳片基具有高导电性、机械强度和柔韧性，对于石墨烯基的应变传感器具有特别的吸引力。由比萨大学的Gianluca Fiori和曼彻斯特大学的Cinzia Casiraghi领导的研究团队已经成功地制造出第一个直接在纸基材上喷墨印刷的石墨烯应变计。团队大大简化了目前构建这些设备的过程。

Fiori、Casiraghi及其同事通过使用简单的Dimatix DMP-2850喷墨打印机将由石墨烯薄片网（分散在水中作为溶剂）制成的导电线沉积在PEL P60纸基材上从而制成应变计。该打印机可以在约200 mm x 300 mm的区域上创建并定义图案，并且可以处理厚度达25 mm的基材。使用波形编辑器和落地式照相机系统来操纵喷射装置的电子脉冲，以保证对喷嘴喷出的液滴的特性进行优化。

Fiori解释道：“当我们对纸作用不同程度的应变时，我们看到线的电导率发生了变化。这是因为在微观层面上看，不同程度的应变导致石墨烯薄片之间有不同大（压缩）、小（拉伸）的相互作用，在宏观层面来看，它们就是电导率的变化不同。”

计数因子125

研究人员通过观察不同应变下石墨烯线的电行为，从而针对不同的印刷参数（例如印刷次数和滴落间距）来设计应变传感器。就跟预想的一样，打印行数（即印刷层）越大，石墨烯线的电阻R就越小。器件的灵敏度S随着层数的增加而增加，同时衬底变得更弯曲。实际上，对于1cm的曲率（即1.25％的应变），其变化率能达到100％以上。

该装置的规格因子（GF）为125。规格因子描述了自机械变形的电阻变化ΔR，可以表示为GF =ΔR/ R0 / = S / ，其中R0是标称电阻。

应用于异质结构的喷墨印刷应变片

Fiori说，有了喷墨打印，我们可以简单并快速地在需检查的表面上直接制造传感器，通过在阵列中引入不同类型的传感器来打开大面积或多感测传感器阵列。石墨烯薄片分散的溶剂是水，这也是溶液组成的一大突破。

他在纳米科技网上说：“我们已经开始着手于一项新的研究，即利用不同材料的组合对其实现，如石墨烯和六方氮化硼（hBN）。我们研究的初步结果显示，这些异质结构器件的性能优于单独使用的石墨烯器件，因此我们正在进一步研究这些异质结构器件，并对其进行优化，因此该技术可能制作新型高效和多功能应变计。”