Высокогибкий и чувствительный пьезорезистивный сенсор на основе MXene с существенно изменяющимися межслоевыми расстояниями

После успешного синтеза первых MXene широко освещалось развитие применений этого нового семейства двумерных материалов в накопителях энергии, экранировании электромагнитных помех, прозрачных проводящих электродах, полевых транзисторах и других областях. Однако фундаментальная характеристика MXene — значительное изменение межслоевых расстояний под внешним давлением — ранее не использовалась в практических приложениях. В настоящей работе представлен высокогибкий и чувствительный пьезорезистивный сенсор, основанный на этой важной характеристике. Исследование методом просвечивающей электронной микроскопии in situ непосредственно демонстрирует значительные изменения межслоевых расстояний под внешним давлением, обеспечивая понимание основного принципа работы пьезорезистивного сенсора. Полученное устройство также характеризуется высокой чувствительностью (коэффициент тензочувствительности около 180,1), быстрым откликом (<30 мс) и исключительно обратимой сжимаемостью. Пьезорезистивный сенсор на основе MXene способен обнаруживать тонкие движения сгибания и разгибания частей человеческого тела, а также другие слабые давления.