超疏水還原氧化石墨烯/聚氨酯復(fù)合海綿的制備及其傳感性能

張雙紅，劉 嬌，歐子敬，劉 戀，孔 綱*，朱建康，李 爽

（1 廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院，廣州 510663；2 華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，廣州 510640）

作為一種由碳原子以sp2雜化方式相互連接組成的二維蜂窩狀平面材料，石墨烯以其高強(qiáng)度、高電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率、高載流子遷移率、超大比表面積等諸多無與倫比的優(yōu)異性能［1］被應(yīng)用在各領(lǐng)域之中，傳感領(lǐng)域便是其中之一。當(dāng)前各類電子設(shè)備正以指數(shù)級的增長速度滲透在人們生活的方方面面，柔性應(yīng)力應(yīng)變傳感器由于能夠自由彎曲和折疊，甚至可以貼附在紡織品或者人體皮膚表面，使其成為電子皮膚、機(jī)器人、人機(jī)交互和可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域的重要組成部分［2-4］。柔性應(yīng)力應(yīng)變傳感器按其工作原理主要分為電容式、壓電式、壓阻式和摩擦電式傳感器［5-6］，其中壓阻式應(yīng)力應(yīng)變傳感器因其頻率響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、靈敏度高并且制造簡單而受到了大量的關(guān)注，石墨烯三維多孔材料因其高彈性及豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，在柔性壓阻應(yīng)力應(yīng)變傳感器中具有巨大的應(yīng)用潛力。其中以三維多孔的聚合物海綿為基體［7-8］，以石墨烯為導(dǎo)電填充物通過模板法制備得到的石墨烯/聚合物海綿復(fù)合傳感材料因?yàn)槠渲苽浞椒ê唵我约胺€(wěn)定的力學(xué)性能而得到了廣泛的關(guān)注，Lv 等［8］通過浸泡法層層組裝得到了氧化石墨烯/聚吡咯@聚氨酯海綿，基于該復(fù)合物海綿的壓阻傳感器的靈敏度為0.79 kPa-1，響應(yīng)時(shí)間不超過70 ms。

一般來說，石墨烯三維多孔材料的傳感性能很大程度上依賴于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，尤其是依賴于導(dǎo)電層之間的界面接觸及相互作用，所以研究者們通過設(shè)計(jì)各種微米/納米結(jié)構(gòu)［9-10］的幾何形狀來提高基于石墨烯三維多孔材料的傳感器的性能，例如Yang 等［9］通過預(yù)應(yīng)變法制備得到了有著微褶皺和微裂紋結(jié)構(gòu)的還原氧化石墨烯/聚氨酯海綿復(fù)合傳感材料，基于該復(fù)合海綿的傳感器有著高達(dá)158 kPa-1的靈敏度以及100 ms左右的快速響應(yīng)時(shí)間；Huang 等［10］設(shè)計(jì)了在石墨烯片層上垂直生長聚苯胺納米線的結(jié)構(gòu)，聚苯胺納米線陣列能夠提供更多的導(dǎo)電路徑和接觸點(diǎn)，所形成的石墨烯/聚苯胺三維多孔材料的靈敏度為0.77 kPa-1，響應(yīng)時(shí)間低至50 ms，經(jīng)歷 3000個(gè)循環(huán)后還能保持優(yōu)異的傳感特性。

由于實(shí)際應(yīng)用場景往往比較復(fù)雜，例如，用于可穿戴設(shè)備的柔性壓阻傳感材料在實(shí)際應(yīng)用時(shí)易被空氣中的水汽或人體的汗水侵蝕，不僅會(huì)導(dǎo)致信號失真，而且極易造成電路短路，威脅到使用者的人身安全。因此，開發(fā)具備超疏水性的柔性壓阻傳感材料具有實(shí)際應(yīng)用意義［11］。超疏水表面的構(gòu)筑需要滿足以下兩個(gè)條件：一是低表面能，二是表面具有微納米粗糙結(jié)構(gòu)［12］。石墨烯由于本身就具有較弱的疏水性［13］，加之片層上有著一定的表面粗糙度，這使得有著較高的孔隙率和比表面積的石墨烯三維多孔材料成為一種天然的疏水材料。Nguyen 等［14］將海綿浸入石墨烯分散液中使石墨烯納米片涂覆在海綿骨架上，對海綿進(jìn)行表面改性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)石墨烯達(dá)到一定負(fù)載量時(shí)，石墨烯海綿復(fù)合物開始表現(xiàn)出疏水性，并且隨著石墨烯負(fù)載量的進(jìn)一步增大，海綿的疏水性逐漸增強(qiáng)從而具有了超疏水性。

本研究以天然石墨為原料，通過改進(jìn)的Hummers 法制備出氧化石墨烯（GO），并以GO 作為前驅(qū)體，十二烷基糖苷（APG）作為發(fā)泡劑對GO 溶液進(jìn)行發(fā)泡處理，通過浸漬涂覆法使得GO 微泡團(tuán)聚體和聚氨酯（PU）結(jié)合形成GO 微泡團(tuán)聚體/聚氨酯復(fù)合海綿，隨后利用液氮對復(fù)合海綿進(jìn)行極速冷凍處理，冷凍干燥后再通過肼蒸氣進(jìn)一步還原而得到“孔中有孔”的分級微孔結(jié)構(gòu)的還原氧化石墨烯/聚氨酯（rGO/PU）復(fù)合海綿，這一方法不需要進(jìn)行精細(xì)復(fù)雜的微納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工藝簡單成本低，并且微泡團(tuán)聚體有效減少了GO 片層的團(tuán)聚，由此形成的分級多孔結(jié)構(gòu)提高了傳感器的靈敏度和響應(yīng)速度。此外，肼蒸氣還原得到的還原氧化石墨烯/聚氨酯海綿還有著良好的疏水性，以適應(yīng)在各種實(shí)際場景中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

石墨粉（≥325 目，99.95%），上海阿拉丁生化科技股份有限公司；五氧化二磷（分析純）、高錳酸鉀（分析純），上海潤捷化學(xué)試劑有限公司；過硫酸鉀（分析純）、鹽酸（分析純）、硫酸（分析純）、乙醇（分析純），廣州化學(xué)試劑廠；十二烷基糖苷（工業(yè)級），廣州市陽航化工有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 氧化石墨烯的制備

將10 g 五氧化二磷、10 g 過硫酸鉀、35 mL 濃硫酸置于容器中密封，水浴加熱至80 ℃，在水浴中攪拌至原料全部溶解，少量多次緩慢地加入10 g 石墨粉，繼續(xù)在80 ℃保溫6 h。保溫過程結(jié)束后，使用去離子水將其抽濾洗滌至中性，60 ℃干燥24 h 后得到預(yù)氧化石墨。將3 g 預(yù)氧化石墨粉置于三口瓶中，冰浴條件下緩慢加入69 mL 硫酸，攪拌均勻；再緩慢多次加入9 g 高錳酸鉀，攪拌30 min 后升溫至35 ℃，繼續(xù)攪拌使之反應(yīng)2 h；然后緩慢逐滴加入138 mL 水，控制體系溫度為80~90 ℃，保溫15 min；隨后加雙氧水至溶液呈亮黃色，靜置使混合溶液沉淀，然后倒去上層清液；用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1% 的鹽酸洗滌下部沉淀物至沉淀物中無；最后用去離子水透析至混合溶液的pH 接近中性，將其冷凍干燥后即得到氧化石墨烯。

1.2.2 肼蒸氣還原的石墨烯/聚氨酯復(fù)合海綿（GPCS-HHA）的制備

由肼蒸氣還原的石墨烯/聚氨酯復(fù)合海綿的制備過程如圖1 所示。將制備得到的氧化石墨烯分散形成8 mg/mL 的GO 分散液，對GO 分散液進(jìn)行超聲處理（30 min，28 ℃）；加入十二烷基糖苷（APG）使其達(dá)到一定濃度（0，0.5，1，2mg/mL），將GO 和APG 混合溶液以適當(dāng)條件攪拌（攪拌速度為2500 r/min，攪拌時(shí)間為15 min）以形成GO 微泡團(tuán)聚體；將商用聚氨酯海綿浸入上述團(tuán)聚體中，得到GO 微泡團(tuán)聚體/聚氨酯復(fù)合海綿，將復(fù)合海綿立即在液氮提供的低溫環(huán)境（-10，-80，-196 ℃）下冷凍5 min，再經(jīng)過-60 ℃冷凍8 h，冷凍干燥24 h 后得到GO/PU 復(fù)合海綿；將GO/PU 復(fù)合海綿置于肼蒸氣中還原5 h，80 ℃真空烘干8 h 后得到rGO/PU 復(fù)合海綿，記為GPCS-HHA。圖2（a）所示為無微泡團(tuán)聚體情況下rGO/PU 海綿復(fù)合物的形成機(jī)理示意圖，圖2（b）所示為有微泡團(tuán)聚體情況下形成“孔中有孔”結(jié)構(gòu)的rGO/PU 海綿復(fù)合物的機(jī)理示意圖。

圖1 GPCS-HHA的制備流程示意圖Fig.1 Schematic diagram of preparation process of GPCS-HHA

圖2 rGO/PU 復(fù)合海綿的形成機(jī)理示意圖（a）無微泡團(tuán)聚體；（b）有微泡團(tuán)聚體情況下形成“孔中有孔”的結(jié)構(gòu)Fig.2 Mechanism for formation of rGO/PU sponge composite（a）without microbubble aggregates；（b）with microbubble aggregates to form structure of “pore within pore”

1.2.3 基于GPCS-HHA 的應(yīng)力-應(yīng)變傳感器的制備

基于GPCS-HHA 的應(yīng)力-應(yīng)變傳感器的制備如圖3 所示，將GPCS-HHA 樣品上下兩面涂覆導(dǎo)電銀漿再以銅片和銅線組裝，固化后（固化條件為60 ℃烘干2 h）得到基于GPCS-HHA 的應(yīng)力-應(yīng)變傳感器。將銅線兩端與微歐計(jì)的正負(fù)兩極相連，以監(jiān)測在壓縮往復(fù)過程中GPCS-HHA 電阻值的變化。

圖3 基于GPCS-HHA 的應(yīng)力-應(yīng)變傳感器制備示意圖Fig.3 Schematic diagram for fabrication of GPCS-HHA-based stress-strain sensor

1.2.4 樣品的表征

采用Nano SEM 430 型場發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）觀察GPCS-HHA 的微觀形貌；采用D/max-ⅢA 全自動(dòng)X 射線衍射（XRD）儀、VERTEX 33 型傅里葉紅外光譜儀（FTIR）以及LabRAM Aramis 型拉曼光譜儀（Raman）對制備得到的GO 以及還原后GPCSHHA 樣品中的rGO 進(jìn)行結(jié)構(gòu)和成分分析；利用TEGAM1740 型的微歐計(jì)和KJ-1065 型的萬能材料試驗(yàn)機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測GPCS-HHA 在壓縮過程中的電阻、應(yīng)力和應(yīng)變的變化情況，并用靈敏度系數(shù)（gauge factor，GF）來衡量其傳感性能，可通過式（1）計(jì)算：

式中：R0和RP分別表示壓縮前后的電阻值；ε表示壓縮應(yīng)變。使用OCA35 型接觸角測量儀測量GPCSHHA 樣品的水接觸角（water contact angle，WCA），具體方法為在樣品表面選取5 個(gè)不同的位置分別滴上體積為5 μL 的水滴，在室溫下測量水接觸角，取5 次測試結(jié)果的平均值作為最終結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品的微觀形貌

當(dāng)溫度較高時(shí)，GO 微泡團(tuán)聚體中液體的表面張力和黏度都會(huì)降低，微小的擾動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致其破裂［15-16］，因此冷凍溫度會(huì)影響GO 微泡團(tuán)聚體的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響GO 和rGO 在樣品的海綿骨架中的分布。圖4 是冷凍溫度為-10，-80，-196 ℃制備的GPCS-HHA 的微觀形貌的SEM 圖像。在較高的冷凍溫度-10 ℃下，PU 骨架上分布著破碎的還原氧化石墨烯（rGO），而PU 的孔洞中很少出現(xiàn)GO 微泡團(tuán)聚體破裂形成的微孔。這是由于GPCS-HHA 樣品PU 骨架內(nèi)部的GO 微泡團(tuán)聚體經(jīng)過較長時(shí)間才被冷凍固定，由于團(tuán)聚體自身結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，且處于熱力學(xué)非平衡狀態(tài)，在這段時(shí)間內(nèi)不斷自發(fā)進(jìn)行合并破裂［17］，因此制備的GPCS-HHA樣品微泡大多已合并長大至PU 骨架處繼而破裂；當(dāng)冷凍溫度為-80 ℃時(shí)，PU 的孔洞內(nèi)出現(xiàn)更多的rGO，這是由于GO 微泡團(tuán)聚體沒有迅速被冷凍固定，在尚未被冷凍固定的時(shí)間中，微泡不斷合并長大，部分長大至PU 骨架處繼而破裂，部分微泡合并成較大尺寸的微泡，從而在GPCS-HHA 樣品的PU 骨架內(nèi)留下尺寸較大的孔洞。在極低的冷凍溫度-196 ℃下，PU 的孔洞內(nèi)出現(xiàn)更多小尺寸的微孔，PU 骨架上未出現(xiàn)明顯的rGO 團(tuán)聚現(xiàn)象，這是由于冷凍速度大，GO 微泡團(tuán)聚體中GO 分散液的冰晶快速形核，形成細(xì)小的冰晶結(jié)構(gòu)，GO 微泡團(tuán)聚體以極快的速度被冷凍固定，因此部分微泡形態(tài)得到了很好的保持，形成了分級多孔結(jié)構(gòu)。

圖4 在-10（a），-80（b），-196 ℃（c）下制備的GPCS-HHA 的SEM 圖Fig.4 SEM images of GPCS-HHA prepared at-10（a），-80（b），-196 ℃（c）

2.2 樣品的結(jié)構(gòu)與成分分析

圖5（a）所示為GO 和GPCS-HHA 樣品的X 射線衍射圖。圖中GO 的尖峰出現(xiàn)在2θ=10.52°處，對應(yīng)的層間距為0.84 nm。肼蒸氣還原后GPCS-HHA 的特征峰出現(xiàn)在2θ=24.87°處，對應(yīng)的rGO 的層間距為0.35 nm。這說明肼蒸氣還原后rGO 片層之間的π-π作用得到增強(qiáng)，rGO 在GPCS-HHA 中重新堆積形成石墨碳晶體結(jié)構(gòu)。

圖5 GO 和GPCS-HHA的結(jié)構(gòu)與成分表征（a）X 射線衍射圖；（b）FTIR 譜圖；（c）Raman光譜圖Fig.5 Characterization on structures and compositions of GO and GPCS-HHA（a）XRD patterns；（b）FTIR spectra；（c）Raman spectra

圖5（b）為GO 和GPCS-HHA 的FTIR 譜圖，與GO 的FTIR 譜圖相比，GPCS-HHA 上1730 cm-1處的羰基峰幾乎消失，殘留的主要官能團(tuán)為1089 cm-1處峰所對應(yīng)的羥基以及1420 cm-1處峰對應(yīng)的羧基，同時(shí)，還可以在1625 cm-1附近觀察到未氧化石墨區(qū)域的C=C 骨架振動(dòng)峰或者吸附水分子的拉伸變形振動(dòng)峰，以及3420 cm-1附近由吸附水中O—H 伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的寬峰。有研究者認(rèn)為1553 cm-1處出現(xiàn)的吸收峰是引入的C—N 鍵的面內(nèi)振動(dòng)的結(jié)果，也有人認(rèn)為是C=C 雙鍵的作用［18］，目前未有定論。圖5（c）為GO和GPCS-HHA的拉曼光譜圖，其中1348 cm-1和1584 cm-1分別對應(yīng)碳材料的D 峰和G 峰。GO 的D 峰與G 峰的強(qiáng)度比ID/IG比值為0.94，肼蒸氣還原之后GPCS-HHA 的ID/IG值增加至1.25，這可能是由于肼蒸氣對GO的還原使得樣品的缺陷增多，缺陷密度增大，并且片層邊緣數(shù)增大，這與他人的研究結(jié)果一致［19］。

2.3 樣品的性能測試

2.3.1 樣品的力學(xué)性能

圖6 所示為GPCS-HHA 樣品組裝成的柔性應(yīng)力應(yīng)變傳感器在不同的壓縮應(yīng)變值下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖，該曲線包括3 個(gè)區(qū)域，即初始階段ε<20%的近線性區(qū)域，20%<ε<50%的緩慢增長區(qū)域和50%<ε<70%的快速增長區(qū)域。加載卸載曲線所構(gòu)成的圈稱為滯后圈，即為壓縮過程中能量損耗圈。GPCS-HHA滯后圈的面積較小，表明GPCS-HHA的分級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，具有良好的熵彈性。

圖6 GPCS-HHA在不同應(yīng)變下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖Fig.6 Stress-strain curves of GPCS-HHA under different strains

2.3.2 樣品的傳感性能

圖7 所示為GPCS-HHA 的電阻率隨時(shí)間變化曲線，如圖7（a）所示，在多次循環(huán)的加載卸載過程中，GPCS-HHA 在被壓縮至10% 應(yīng)變，30% 應(yīng)變和50% 應(yīng)變時(shí)，隨著應(yīng)變的變化，電阻率近似呈線性連續(xù)變化，并且卸載之后阻值與初始狀態(tài)的阻值相對應(yīng)，說明rGO 片層穩(wěn)定地包覆在PU 骨架上，使得基于GPCS-HHA 的應(yīng)力應(yīng)變傳感器能夠?qū)Σ煌膽?yīng)變進(jìn)行監(jiān)測，從而滿足不同場景下的應(yīng)用要求。

圖7 GPCS-HHA 的電阻率隨時(shí)間變化曲線（a）多次循環(huán)的加載卸載過程中電阻率隨時(shí)間變化曲線；（b）發(fā)生應(yīng)變時(shí)響應(yīng)時(shí)間曲線Fig.7 Curves of changes in resistivity with time for GPCS-HHA（a）curves of changes in resistivity with time during cyclic loading and unloading process；（b）response time curve under strain

圖7（b）所示為發(fā)生應(yīng)變時(shí)，基于GPCS-HHA 的應(yīng)力應(yīng)變傳感器的響應(yīng)時(shí)間曲線，由圖中可以看出，在發(fā)生應(yīng)變時(shí)，傳感器電阻信號變化迅速，電阻率變化達(dá)到最大時(shí)所需的響應(yīng)時(shí)間僅為45 ms，優(yōu)于他人的平均研究水平（50~100 ms）［8-10］，說明該傳感器能夠?qū)?yīng)變做出快速響應(yīng)。

圖8 所示為不同條件下制備得到的GPCS-HHA的電阻隨應(yīng)變的變化曲線，為了研究APG 的添加量對制備得到的GPCS-HHA 的傳感性能的影響，將不同質(zhì)量十二烷基糖苷添加至50 mL 的氧化石墨烯分散液（8 mg/mL）中以制備APG濃度分別為0，0.5，1，2 mg/mL的混合溶液，由各組溶液制備的GPCS-HHA 分別記為APG-0，APG-0.5，APG-1 和APG-2。將各組樣品組裝為柔性應(yīng)力應(yīng)變傳感器，測試其電阻隨應(yīng)變的變化情況，如圖8（a）所示。隨著APG 添加量的提高，基于GPCS-HHA 的應(yīng)力應(yīng)變傳感器的靈敏度先提高后降低：當(dāng)APG 濃度為0.5 mg/mL 時(shí)，傳感器的靈敏度達(dá)到最高值，繼續(xù)增加APG 的含量，基于GPCS-HHA 應(yīng)力應(yīng)變傳感器的靈敏度反而大幅降低，普遍低于未添加APG 時(shí)的靈敏度。這可能是因?yàn)锳PG 含量過高時(shí)，同一攪拌條件處理后，相同體積下，GO 微泡團(tuán)聚體中微泡的占比過高，GO 片層占比降低，還原之后GPCSHHA 樣品的電阻對應(yīng)變不敏感?？傊m量APG 的添加能夠使得GO 片層分散至微泡間隙中，在防止GO 片層團(tuán)聚的同時(shí)促進(jìn)了分級多孔結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，從而提高了基于GPCS-HHA 應(yīng)力應(yīng)變傳感器的靈敏度。

圖8 不同條件下制備的GPCS-HHA的電阻隨應(yīng)變的變化曲線（a）APG添加量；（b）溫度Fig.8 Resistance-strain curves of GPCS-HHA prepared at different conditions（a）amounts of APG；（b）temperatures

圖8（b）所示為冷凍溫度分別為-10，-80，-196 ℃制備得到的GPCS-HHA 樣品組裝成的柔性應(yīng)力應(yīng)變傳感器在受壓時(shí)其電阻隨應(yīng)變的變化情況。在三組GPCS-HHA 樣品受到微小壓力時(shí)（應(yīng)變ε<10%），冷凍溫度為-10，-80 ℃制備的GPCS-HHA靈敏度為0.2~0.5，冷凍溫度為-196 ℃時(shí)的GPCSHHA 靈敏度最高可達(dá)3.8。結(jié)合圖4 分析可知，當(dāng)冷凍溫度為-10，-80 ℃時(shí)，GPCS-HHA 樣品中rGO 片大多分布在PU 骨架上，而PU 的大孔中僅存在少許的rGO 片，這使得GPCS-HHA 發(fā)生微小形變時(shí)，樣品中僅有較少的rGO 片相互接觸，對應(yīng)的電阻變化率較小。當(dāng)冷凍溫度為-196 ℃時(shí)，制備的GPCS-HHA 樣品的PU 骨架的大孔中分布著許多尺寸更小的微孔，當(dāng)GPCS-HHA 受到微小壓力時(shí)，這些微孔首先發(fā)生形變，孔壁上的rGO 片彼此間相互接觸，形成更多的導(dǎo)電回路，從而使得電阻產(chǎn)生較大的變化，樣品因而具有更高的靈敏度。

2.3.3 樣品的超疏水性能

疏水性對于傳感材料在水下或潮濕環(huán)境中的應(yīng)用至關(guān)重要。對GPCS-HHA 樣品進(jìn)行疏水測試以研究其疏水性，如圖9 所示，水滴在GPCS-HHA 樣品表面呈球狀，表明GPCS-HHA 樣品具有良好的疏水性，測得水接觸角（WCA）為152.5°，這可能是由于肼蒸氣對GO 片層進(jìn)行了較高程度的刻蝕［20］，同時(shí)在肼蒸氣對GO 的還原過程中，氣泡及大量缺陷的產(chǎn)生導(dǎo)致還原后的rGO 中存在豐富的中空結(jié)構(gòu)，最終形成了分級微納米結(jié)構(gòu)。

圖9 水滴在GPCS-HHA 表面的照片及接觸角Fig.9 Photographs of water droplets on surface of GPCS-HHA and contact angles

3 結(jié)論

（1）通過浸漬涂覆、液氮冷凍干燥以及肼蒸氣還原三步法制備得到了石墨烯/聚氨酯復(fù)合海綿（GPCS-HHA），在液氮提供的-196 ℃的極低冷凍溫度下制備得到的GPCS-HHA 樣品中形成了“孔中有孔”的分級多孔結(jié)構(gòu)。

（2）基于GPCS-HHA 的柔性應(yīng)力應(yīng)變傳感器具有一系列優(yōu)異的傳感性能，其靈敏度最高可達(dá)3.8，響應(yīng)時(shí)間低至45 ms，并且能夠穩(wěn)定地檢測不同應(yīng)變下的電阻變化情況。過高的冷凍溫度或者過量的APG均會(huì)導(dǎo)致其靈敏度下降，測試結(jié)果表明當(dāng)十二烷基糖苷濃度為0.5 mg/mL 且冷凍溫度為-196 ℃時(shí)，基于GPCS-HHA 的柔性應(yīng)力應(yīng)變傳感器有著最高的靈敏度。

（3）GPCS-HHA 與水的接觸角為152.5°，具有超疏水性。這可能是因?yàn)殡抡魵膺€原的刻蝕作用以及氣體和大量缺陷的產(chǎn)生，使得GPCS-HHA 表面粗糙不平，并且形成分級微納米結(jié)構(gòu)，從而具有較好的疏水性能。