摘要：
对于这些同素异形体的传统转移过程的复杂性，其成功与否要依赖于基底的表面条件，限制了用于压力传感器的可行性。因此，我们提出了一种利用高定向和独立的疏水碳纳米管薄片(CNT sheets)制作柔性压力传感器的方法。这些薄片从单壁碳纳米管森林中获取，只需要经过一次转移过程，不需要额外的化学处理，提供了一种简单，经济高效的转换方法。制作的传感器，对于静态和动态压力展现出高灵敏度和快速响应的优点。
除此之外，这些CNT薄片的高度定向结构，对双向弯曲应变产生了独特的响应特性。由于其自然形成的独立结构，薄片可以非常容易的转移到任何其他的基底上，包括粗糙表面。本文中，展示了一个实例：将CNT sheet转移到表面粗糙的基地上，并测试了压阻效应。
1. 介绍 introduction
作为许多应用的基础组件，柔性压力传感器必须有大的压力感知范围，具有高灵敏度，质量轻和很薄。
【10-17】研究了很多了。当然，碳的同素异形体，比如，，石墨烯，石墨，碳纳米管碳，纳米纤维， 碳纳米泡沫。由于其极高的电学，机械和热学性能，都是非常理想的替代品。【18】使用双层石墨烯结构，具有高灵敏度和低的压力检测阈值
【19】基于CNT的透明的可伸缩的电容式压力传感器。【20】基于单层石墨烯的力学传感器可以检测细微的和局部诱导的压力变化。但是，在大多数情况下，在传感器中使用的碳材料需要经过复杂的制作步骤来将碳转移到柔性基底上。
并且在转移过程中，材料对基底表面的条件非常敏感。比如，如果基底表面粗糙，就会对碳薄膜造成严重的损坏，导致空洞、撕裂、裂缝和皱纹(voids, tearing, cracks, and wrinkles).【21-22】这些限制组织了碳材料的广泛使用。因此，需要研究能将基于碳的柔性压力传感器材料容易转移到任一基底的方法。
在本论文中，我们使用单壁碳纳米管，而不使用任何化学处理，制造了一种高定向的，独立结构的，疏水的碳纳米管薄片，能非常容易的转移到任何一种基底上，并利用此制造了 高柔性，超薄，轻量，的压力传感器。最低检测阈值为2Pa，亚毫秒级的响应时间，在超过6000个测试周期后仍表现出较高的可靠性。根据响应时间和灵敏度对CNT片材的厚度依赖性进行了评价，CNT片材厚度依赖于转移的片材的数量。最后，将CNT sheets转移到有微洞和微线代表的粗糙界面上，制造压力传感器，并测量了典型的响应特性曲线。
2. 实验 Experimental
2.1 Fabrication of CNT thin film-based pressure sensors
PSDI Corporation in Korea 购买化学气相沉积制成的multiwalled CNT forest。CNT forest的平均高度为750um。CNT sheets(长2cm，宽1cm)取自CNT forest的侧壁。多壁碳纳米管的直径小于40nm。使用金属棒(直径 1mm)将通过机械方式获取的CNT sheet直接转移到酸乙二酯(polyethylene naphthalate,PEN)基底上(
， 120um厚)，这种固态，直接的CNT活性片材转移工艺由于不需要额外的添加剂来转移CNT层，因而更简单。转移过程重复1-5次在基底上创建CNT sheets的堆叠结构。之后，通过溅射Pt电极(~100nm)在CNT sheets薄膜的两边建立电连接。最后在上面再添加一层PEN介质。
Fabrication of the micro-hole and line array patterns
在基底上制作小的洞(100 μm diameter, 200 μm depth, and 100 μm spacing)和线(100 μm width, 200 μm height, and 50 μm spacing)来模拟粗糙表面
2.3 机械-电响应测试
静态压力通过在一块固定区域(
)的固定区域增加重量。动态施加的压力是用一种特制的测量仪器测量的，该仪器配有一个z轴级压力感应器，能够提供垂直应变。弯曲应变的测量方法是将传感器固定在特制的弯曲平台上，平台上装有感应器能测量弯曲的程度。精密源测量装置(precision source measure unit (SMU)，(National Instruments PXIe-
4139)）来收集电器数据。
2.4 表征
电镜图片
结果和讨论
[23]这篇论文可以看一下
气凝胶纺丝CNT薄板是高度定向的，独立的，并可以连续 生产。
材质是疏水性的，可以看到疏水照片。【31】
对于单层cnt sheet，在cNT纤维之间有水平和垂直空隙，多层堆叠可以改善这一情况。
增加了额外的通路，通过CNT纤维的交叠。
透光率下降
测量响应时间。
【35】horizontally oriented CNT network-based pressure sensor
【34】single-walled CNT pressure sensor
【33】buckled single-walled CNT pressure sensor
对于CNT 薄膜网络，由于其无序和二维结构，无法实现如此快的相应速度
【36】微小振动~2Pa
