通过定向冷冻和冻干形成 LGA

图2 a–c) IGA、e–g) DGA 和 i–k) LGA 的 SEM 图像。第一、第二和第三列中的 SEM 图像分别显示了石墨烯气凝胶沿 X、Y 和 Z 方向的形态。d) IGA、h) DGA 和 l) LGA 的直观结构。m) 垂直于 Z 方向的 LGA 整体腔 I 的 SEM 图像。

IGA、DGA 和 LGA 的压缩性能

图4 电阻变化图作为 a) 压缩应变和 b) IGA、DGA 和 LGA 的压缩应力的函数。c) LGA、d) DGA 和 e) IGA 的 SR 值。f) SR 值与报道的其他基于全碳气凝胶的压阻传感器的比较。g) LGA 在 50% 压缩应变和 1 Hz 频率下的电阻变化。

基于LGA的弯曲传感器的弯曲性能

图6 基于 LGA 的压力传感器在 a) 室温下和 b) 在液氮中承受细微压力时的电阻变化。c）基于LGA的压力传感器在液氮中经受大变形的电阻变化。d) 基于 LGA 的压力传感器的电阻变化，距离手大于 50 厘米，用于检测拍手。基于 LGA 的压力传感器的电阻变化，用于检测 e) 频率高达 2000 Hz 的动态力，以及 f) 从商用蓝牙扬声器发出的一段 880 Hz 正弦声音振动。用于检测 g) 人类手腕脉搏和 h) 人类手指弯曲的基于 LGA 的弯曲传感器的电阻变化。

总结

通过乙醇辅助双向冷冻 GO 的水悬浮液，然后冷冻干燥和热退火来制造的，以实现有效的压力和弯曲传感。在双向冷冻过程中，乙醇不仅促进层状结构的形成，而且削弱了 LGA 的支柱。由于乙醇的重要作用，与具有其他孔结构的乙醇辅助气凝胶和具有其他溶剂辅助的层状气凝胶相比，LGA 具有低得多的压缩强度。LGA 的低抗压强度导致其-3.69 kPa-1 的高灵敏度和 0.15 Pa 的低检测限。由于特殊的层状结构，LGA 可以很容易地切成薄片作为弯曲传感器。基于 LGA 的弯曲传感器可以检测 0°–180°的宽弯曲角度范围，检测限为 0.29°。基于 LGA 的压力传感器展示了其在检测细微压力、高频振动、发声和极冷环境下的适用性方面的潜在应用，而基于 LGA 的弯曲传感器在检测人体生物信号方面非常高效。

参考文献：