在医疗保健、人机界面、机器人等领域，温度传感器是不可或缺的。然而，对于性能良好的柔性温度传感器，仍然需要简单、快速的制造方法。本工作以激光还原氧化石墨烯(GO)为基础，以简单的方式制作了一种快速响应的柔性温度传感器，用于非接触式人机界面。系统研究了氧化石墨烯浓度和激光扫描线间距对温度传感器灵敏度的综合影响。揭示了两个关键工艺参数、材料性能和传感器灵敏度之间的内在关联。结果表明，当氧化石墨烯浓度为4 mg/mL，扫描线间距为0.12 mm时，温度传感器的灵敏度最高，为0.37%℃^-1。利用优化后的工艺参数制作的温度传感器具有响应时间快、线性度好、滞后小、重复性好、性能稳定等优点，并成功地用于监测人体呼吸、吹气和曲面温度的时空变化。传感器还可以检测手指的距离。此外，还制作了用于密码锁非接触式解锁的3×3柔性温度传感器阵列。制备的阵列显示了本研究开发的传感器在非接触式人机界面中的巨大潜力。
 
 
Fig. 1. (a)柔性温度传感器的制作。(b)温度传感器原理图。(c)制作的柔性温度传感器正常状态下的光学图像。(d)弯曲柔性温度传感器的光学图像。
 
  
Fig. 2. (a) 拉曼光谱I_2D/I_G的强度比。(b) 拉曼光谱I_D/I_G的强度比。(c) 4 mg/mL LrGO薄膜的SEM图像。(d) EDS分析C/O比值。(e) GO和LrGO的x射线衍射峰(d间距)的2θ角。
 
 
Fig. 3. 不同浓度氧化石墨烯的温度传感器在扫描线间距为(a) 0.04 mm， (b) 0.06 mm， (c) 0.08 mm， (d) 0.10 mm， (e) 0.12 mm时的响应。(f)传感器灵敏度、氧化石墨烯浓度和扫描线间距的关系。
 
 
Fig. 4. (a)在5种不同温度(30℃至100℃)下连续测量传感器5分钟。(b)温度传感器在加热和冷却过程中的归一化电阻变化。(c)传感器对一滴冰水热冲击的响应。
 
 
Fig. 5. (a)传感器弯曲角度为10°、20°、30°、40°时的归一化初始电阻。(b)传感器在弯曲角度为0°、10°、20°、30°、40°时的归一化温度响应。(c)弯曲500、1000次后归一化电阻变化情况。(d) 65% ~ 95% RH的湿度稳定性试验。
 
  
Fig. 6. 传感器应用测试(a)呼吸频率监测。(b)人吹检测。(c) 2×2热水阵列监测。(d) 2×2阵列四个不同阶段的红外图像。(e)近距离探测实验。
 
 
Fig. 7. (a) 3×3柔性温度传感器阵列图像。(b)九通道柔性温度传感器测试结果。(c)非接触式传感器人机交互应用。
 
        相关研究工作由厦门大学Wei Zhou课题组于2021年发表在《Carbon》上，原文： Facile fabrication of a fast-response flexible temperature sensor via laser reduced graphene oxide for contactless human-machine interface。

转自《石墨烯研究》公众号