石墨烯压力传感器的研究进展

对几种石墨烯压力传感器的研究进展进行了综述,包括压力传感器结构、原理及其电学、力学与机械等性能的研究,并指出了各种石墨烯压力传感器的优缺点。从中可以发现,石墨烯压力传感器比硅压力传感器具有更优异的性能,包括高量程、高灵敏度以及纳米级尺寸。这些优点预示石墨烯压力传感器将有望在更多场合得到应用,如在生物医学领域可被用来检测人体内部血压或者组织压力。目前,石墨烯压力传感器的研究主要是理论与实验研究,实现商业化还需要一段时间,但是石墨烯的制备已实现商业化,石墨烯压力传感器也将走进人们的生活。

一种悬浮石墨烯压力传感器的制造与建模

提出了一种适用于纳机电系统(NEMS)的悬浮石墨烯压力传感器,并结合传统微机械加工工艺提出了压力传感器的制造过程。利用拉曼光谱表征了机械剥离法得到的不同厚度的石墨烯薄膜,验证了石墨烯"G"峰与"2D"峰的强度与薄膜厚度有关。基于薄膜膨胀试验方法,给出了悬浮于矩形、方形与圆形3种空腔的石墨烯薄膜的最大变形与压差的关系,并分别计算了3种形状下薄膜的压力灵敏度,可知矩形情况下单层石墨烯薄膜的压力灵敏度最大,当矩形宽度、方形边长或圆形直径越大,薄膜厚度越小时,压力灵敏度越高,计算表明:这种压力传感器具有高灵敏度。

石墨烯谐振器的研究进展

对石墨烯谐振器的研究进展进行了综述,包括谐振器的实验、理论建模研究、应用及其发展前景,并指出了获得高性能谐振器所要考虑的几个影响因素。从中可以看出石墨烯的尺寸、门电压的大小、温度的高低和初始张力的大小等因素对谐振器性能的影响,从而获得尽量高的品质因数。石墨烯谐振器在纳米级别应用如质量传感器、加速度计、应变传感器和热传感器都有所研究,而且所获得的性能比碳纳米管高很多。目前,石墨烯谐振器在这些领域的应用只停留在理论阶段,缺少相应的实验研究,实现其商业化还需要一段时间,但石墨烯的制备已达到一个非常高的水平,石墨烯谐振器将应用于越来越多的领域。

气动膜片式多材料微液滴按需喷射技术研究

微滴喷射是通过产生微米级的液滴实现微量流体精确分配的技术之一,是一种不同于传统减法制造的非接触式、数据驱动的加法式制造技术,代表了现代制造工艺新的发展方向.本文提出了可用于多种材料的气动膜片式按需喷射技术并构建了用于在线观测并分析液滴形成过程的基于延时触发的图像在线采集系统.利用该装置,进行了微液滴喷射的一致性分析,研究了设备结构参数及控制参数与液滴大小及喷射速度的关系,并分析了粘度及表面张力对流体喷射过程的影响.此外,制作了直径约为160.5μm的Sn63Pb37焊球和与基底接触面直径约为346.94μm的光固化胶胶滴阵列图型.实验表明,该气动膜片式按需喷射系统结构简单、可靠性好、耐受高温,可用于包括聚合物、低熔点胶材、高熔点金属的多材料微液滴喷射,在微电子和微系统封装、三维打印、有机半导体器件制作以及生命科学与化学分析等制造领域具有较大的发展潜力.