利用石墨烯薄膜测量物体应力的装置及制备方法和测试方法

摘要

本发明公开了一种利用石墨烯薄膜测量物体应力的装置及制备方法和测试方法，它是利用石墨烯生长和转移技术将其置于柔性可拉伸基底上，并与待测物体表面或有通孔的单晶硅衬底紧密粘接，当待测物体发生变形或通孔内外存在气体压力差时，石墨烯的拉曼光谱特征峰将发生偏移和分裂，基于特征峰偏移和分裂的大小，实现对应变或气体压力的传感。本发明的技术思路简单，性能稳定，与待测物体非接触，避免了电学测量方法需布置引线的复杂性；且其应变加载范围大，应力测量精确度高。

主权项

一种物体应力的测试方法，其特征在于：采用一种利用石墨烯薄膜测量物体应力的装置进行测量，所述装置包括粘贴在待测物体（5）或开设通孔的单晶硅（6）表面且能够拉伸的柔性基底（2），柔性基底（2）的表面附着有石墨烯（1）；所述石墨烯的表面还旋涂有防止石墨烯与柔性基底（2）脱离的S1805光刻胶；测试方法包括以下步骤：将表面附着有石墨烯的PMMA薄膜层、PDMS薄膜层、PVDC薄膜层或PET薄膜层用硅胶紧密粘贴到待测物体上，对待测物体施加应力，表面附着有石墨烯的PMMA薄膜层、PDMS薄膜层、PVDC薄膜层或PET薄膜层发生形变；采用633nm或514nm的激光器（3），以强度为0.2~0.9mW、光斑为1μm的激光照射石墨烯的表面以探测应变状态下的拉曼光谱，曝光时间为30~50s；反射信号被与计算机连接的分光光度计（4）接收，计算机对接收到的数据进行处理，得到应变状态下石墨烯的Raman谱线，将谱线中的2D峰进行分峰处理，得到两个子峰的峰位，根据子峰的位移量能够推算出物体在变形过程中局部区域承受的应力/应变。