Matériaux hybrides Molécule-Graphène avec une réponse mécanosensible réglable : Capteurs de pression hautement sensibles pour le suivi de la santé

Le développement de capteurs de pression est crucial pour la mise en œuvre de peaux électroniques et pour le suivi de la santé intégré dans de nouveaux dispositifs portables. Un effort considérable est consacré à l'amélioration de leur sensibilité, par exemple en utilisant des électrodes microstructurées ou des matériaux actifs à travers des processus complexes. Ici, un nouveau type radical de capteur de pression piézorésistif basé sur une architecture en millefeuille d'oxyde de graphène réduit (rGO) intercalée par des piliers moléculaires fixés covalemment, tenant des propriétés mécaniques à la demande, est fabriqué. En appliquant une légère pression à la structure multicouche, le tunnelage électronique régissant le transport de charge entre les feuilles successives de rGO entraîne une diminution colossale de la résistance électrique du matériau. De manière significative, la rigidité intrinsèque des piliers moléculaires utilisés permet un ajustement précis de la sensibilité du capteur, atteignant des sensibilités aussi élevées que 0,82 kPa-1 dans la région de basse pression (0-0,6 kPa), avec des temps de réponse courts (≈24 ms) et une limite de détection (7 Pa). Les capteurs de pression permettent un suivi efficace des battements de cœur et peuvent être facilement transformés en une matrice capable de fournir une carte 3D de la pression exercée par différents objets.