近年来，研究人员合成了各种新材料，可用于开发更先进的机器人系统、设备和人机界面。这些材料包括石墨烯气凝胶、超轻、多孔和石墨烯基材料，这些材料由单层碳原子组成，排列成二维蜂窝晶格。

　　虽然石墨烯气凝胶具有许多优点，包括重量轻、孔隙率高和导电性好，但试图用它们来开发压力传感器的工程师遇到了一些困难。具体来说，许多这些材料具有固有的刚性微观结构，这限制了它们的应变传感能力。

　　西安交通大学、诺森比亚大学（英国）、加州大学洛杉矶分校、阿尔伯塔大学和其他研究所的研究人员最近推出了一种新的制造策略来合成气凝胶超材料，以克服这一限制。在《纳米快报》的一篇论文中概述了这一策略，该策略制造了一种耐用的基于氧化石墨烯的气凝胶超材料，该材料对人体触摸和运动表现出非凡的敏感性。

　　“这项研究纯粹是出于我的学生的好奇心，偶尔会在一个特定平面的横截面上发现一个异常的结构变化，”论文的合著者Ben Xu博士告诉Phys.org。“这种各向异性相变引起了人们的兴趣。很快我们就意识到，相关功能的改变可以实现一个漂亮的定向压力传感功能。”

　　该团队制造基于氧化石墨烯的超材料的策略跨越了两个关键步骤。这些包括使用脱水技术称为冷冻干燥和热处理工艺称为退火。

　　“预溶液还含有一种特殊的化学物质，可以作为石墨烯的‘胶水’来构建蜂窝型的横截面，”徐博士解释说。专用平面上截面的结构形态是通过热退火来实现的，并且可以通过微/纳米力学来调节。使用这种简单的策略，在第一次试验中就实现了弯曲截面。”

　　利用他们提出的制造策略，徐博士和他的同事合成了一种各向异性交联壳聚糖和还原氧化石墨烯（CCS-rGO）气凝胶超材料。该材料表现出显著的定向超弹性，非凡的耐久性，良好的机械和电气性能，较长的传感范围，以及对121.45 kPa-1刺激的非常高的灵敏度。

　　“我们现在正在进行多学科研究，在功能材料和能源技术、可持续工程、医疗保健材料、材料化学、反应材料/表面和微工程等领域有不同的兴趣，”徐博士说。

　　诺森比亚大学的徐博士的团队正在进行进一步的研究，旨在为各种技术应用开发有前途的超材料。在未来，他们提出的制造策略可能有助于合成额外的氧化石墨烯基气凝胶超材料，这可能会推动先进医疗保健和假肢设备的人机界面。

　　这种传感器的另一个发展方向是风能。

　　“我们最近非常关注海上风能领域的功能材料和工程技术，”徐博士补充说。“我们也期待着将我们的材料/传感器研究应用于新授予的欧盟成本行动CA23155，以推进新型海洋摩擦学。该项目重点关注海上风能，这有助于实现净零排放和可持续发展的全球目标。”

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