Abstract Carbon allotropes are strong candidates for pressure sensing materials in flexible electronics due to their extraordinary mechanical and electrical properties. However, the complexity of the conventional transfer process for these allotropes, the success of which is strongly dependent on the surface conditions of the substrates, limits their feasibility for use as pressure sensors. Thus, we propose a method to create flexible pressure sensors using highly-oriented and free-standing hydrophobic carbon nanotube (CNT) sheets. When drawn from a sidewall of a carbon nanotube forest, these sheets only require a single transfer process without any chemical treatment, thereby facilitating a simple, cost-effective transfer method. The resulting sensors exhibit high sensitivity and fast response characteristics for both statically and dynamically applied pressures. In addition, the highly-oriented structure of these CNT sheets results in distinctive response characteristics for bi-axially applied bending strains. It was also confirmed that the sheets can be easily transferred onto any substrate, including those with rough surfaces, due to the naturally formed free-standing structure. In this work, we present the intact transfer of a CNT sheet onto a micro-patterned substrate representing a rough surface and demonstrate the accompanying typical piezoresistive responses of the resulting pressure sensor.

中文翻译：

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使用高度定向和独立的碳纳米管板的柔性压力传感器

摘要 碳同素异形体因其非凡的机械和电气性能而成为柔性电子产品中压力传感材料的有力候选者。然而，这些同素异形体的传统转移过程的复杂性，其成功很大程度上取决于基材的表面条件，限制了它们用作压力传感器的可行性。因此，我们提出了一种使用高度定向和独立的疏水性碳纳米管 (CNT) 板来创建柔性压力传感器的方法。当从碳纳米管林的侧壁拉出时，这些片材只需要一个单一的转移过程，无需任何化学处理，从而促进了一种简单、经济高效的转移方法。由此产生的传感器对静态和动态施加的压力都表现出高灵敏度和快速响应特性。此外，这些 CNT 片的高度取向结构对双轴施加的弯曲应变产生了独特的响应特性。还证实，由于自然形成的独立结构，这些片材可以很容易地转移到任何基材上，包括那些具有粗糙表面的基材。在这项工作中，我们展示了 CNT 片完整转移到代表粗糙表面的微图案基板上，并展示了由此产生的压力传感器的伴随典型压阻响应。还证实，由于自然形成的独立结构，这些片材可以很容易地转移到任何基材上，包括那些具有粗糙表面的基材。在这项工作中，我们展示了 CNT 片完整转移到代表粗糙表面的微图案基板上，并展示了由此产生的压力传感器的伴随典型压阻响应。还证实，由于自然形成的独立结构，这些片材可以很容易地转移到任何基材上，包括那些具有粗糙表面的基材。在这项工作中，我们展示了 CNT 片完整转移到代表粗糙表面的微图案基板上，并展示了由此产生的压力传感器的伴随典型压阻响应。