具有四种检测功能的纸基传感器

为避免电子废弃物的产生，纸基由于其含量丰富，成本低，可回收和环境可降解而进入研究者们的视野。由于纸基本身的亲水性和毛细血管现象，通过浸泡，喷涂和印刷等方式可以容易地实现表面改性。Whitesides课题组首次制备出纸基地微流道器件用于诊断。后来，大量的纸基柔性传感器被开发出来用于检测气体，生物分子，光，力，应变和湿度等。并且其可处理，易降解和可燃烧，因此，无污染的产生。

更进一步，研究人员努力将两种功能集于一个传感器实现多种响应测量。比如，Liu和其研究人员通过激光直写的技术处理聚乙酰亚胺/纸基复合薄膜制备出一种既可以测量力又可以测量湿度的传感器。Zhang等人报道了可以同时测量应变，湿度和温度的传感器。基于这些人的工作，陕西科技大学的研究人员开发出了一种同时可以测量应变，温度，湿度和压力的纸基传感器。通过在纸上喷涂炭黑/还原性石墨烯的水系分散液，干燥后便可以得到纸上的传感层，最后再在其两端引入铜导线，就可以得到多功能的纸基传感器。

图1. 传感器制备过程的示意图

图2. 作为应变传感器的性能表现

图3. 作为湿度传感器的性能表现

图4.（a）和（b）作为温度传感器的性能表现；（c）和（d）作为压力传感器的性能表现

图5.（a）在压力和温度同时作用下，传感器的性能表现；（b）在压力和应变同时作用下，传感器的性能表现；（c）在应变和湿度同时作用下，传感器的性能表现；（d）传感器在不同刺激下的传感机理示意图