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꿈의 소재 그래핀: 스트레인 센서로써의 응용성 확장
2022-03-08 hit 412
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꿈의 소재 그래핀: 스트레인 센서로써의 응용성 확장

(Vertical graphene on flexible substrate, overcoming limits of crack-based resistive strain sensors, npj Flexible Electronics 2022, 6, 2)


세종대학교 물리천문학과 이성훈


1. 서론 (Introduction)


우리의 생활에 영향을 끼치는 과학기술이 최근 급속한 속도로 발전하고 있다. 인공지능, 사물인터넷, 빅데이터 등으로 표현되는 이른바 4차 산업 혁명은 많은 정보량을 정확하게 수집하고, 분석하여 이를 활용하는 데에 그 중심이 있다.[1] 그 중에, 우리의 삶과 행동 양식에 밀접하게 관련되어 있는 분야가 바로 센서 기술이다. 간단하게는, 센서 기술은 외부 자극이 주어졌을 때, 원래의 상태에서 얼마만큼 변화하는지를 감지하는 기술이다. 몇 가지 사례를 살펴보자. 


1) 겨울에 외국 출장 마치고 돌아온 철수는 집에 돌아와보니 따뜻한 온기가 유지되고 있어서 편안하게 정리하고 잠을 청할 수 있었다.


2) 큰 공장에서 장비를 점검하는 영수는 부품들이 묘하게 연결이 틀어져있다는 것을 느끼고 있지만, 알 길이 없다.


3) 영희는 건강한 신체밸런스를 위해 매일 아침 스마트워치를 차고 한강변을 조깅한다. 심박수, 땀흘림 정도로 매일매일 건강상태를 체크하는 것이 일상이 되었다.


4) 심장에 문제가 생긴 일남 할아버지는 얼마 전, 페이스메이커를 연결하는 수술을 받았다. 심박이나 활력징후가 나빠지면 바로 의료진에 콜이 간다는 설명에 안심한다.


위의 사례들은 모두 온도/변형률/압력/진동과 같은 외부 자극들이 변화가 생길 때, 알려주는 센서의 기능들을 보여준다. 얼마나 정확하게 변화를 감지할 수 있는지, 얼마나 민감하게 변화를 감지할 수 있는지의 성능은 우리의 안전하고 풍요로운 삶의 지속에 크게 영향을 끼친다. 무엇을 측정하느냐와 어떤 목적을 측정하느냐에 따라 센서의 종류가 달라진다.[2] 이번 웹진에서는 최근에 발표된 연구 결과인 그래핀의 유연 스트레인 센서 (Flexible strain sensor)에 대해 소개하고,[3] 꿈의 소재라 불리는 그래핀 스트레인 센서를 활용한 응용성과 전망에 대해서 살펴보고자 한다.

 


그림 1. 웨어러블 센서의 2020년 시장동향과 다양한 응용성의 예시 [2]


2. 저항 기반의 스트레인 센서 (Resistive strain sensors)


센서는 입력 자극 신호와 출력 방식에 따라 전기적, 기계적, 광학적, 화학적 방식의 센서로 구분지을 수 있다. 이번 웹진에서 다룰 수직성장 그래핀 스트레인 센서는 그 중에 전기적 센서로 분류되기 때문에, 저항 기반의 스트레인 센서에 대한 이야기를 좀 더 나눌 필요가 있다. 저항 기반의 스트레인 센서는 전기적 방식, 즉 구조나 물체에 변형이 일어났을 때, 저항을 측정하여 그 변화를 감지하고 이를 정량적으로 센서로 사용하는 방식을 말한다.

 

스트레인 이라는 용어는 어떤 구조나 물체를 잡아당기거나 압축했을 때, 원래의 길이에서 늘어나거나 줄어든 길이를 비율을 의미하고, 변형도 또는 변형률이라고도 한다. 저항 기반의 스트레인 센서는 전류가 잘 흐르는 전도성이 큰 물질과 늘리거나 줄일 수 있는 유연한 물질이 결합되어 제작된다. 따라서 이 카데고리의 센서는 연구개발과 발전 방향이, 구성하는 물질들이 가지고 있는 각기 다른 강점으로 인해 두 가지 관점으로 나뉘어진다. 얼마나 민감하게 변화를 감지할 수 있는가 (저항 변화의 폭이 큰)와 얼마나 늘려도 안정적으로 저항을 측정할 수 있는가의 문제이다. 그러나 이 두 가지 문제는 양립할 수 없다는 단점이 있다. 소위 트레이드-오프 (trade-off, 이율배반이란 의미를 가지며, 양자가 서로 상충하는 관계를 말한다. 한 요인이 증가하면 다른 요인은 감소하는 관계)라 불리는 이 단점은 구조나 물체에 변형이 작용하면, 구조적 피로도 (Structural fatigue)가 쌓여서 무한정 늘이면 구조나 물체가 파괴되고 만다 (그림 2) [4,5] 우리가 고무줄을 계속 늘리다보면 끊어지고 다시 원상복구가 안되는 것과 같은 이유이다. 또한, 센서의 성능을 평가하기 위해 사용되는 민감도 (sensitivity)는 일반적으로 변형되는 정도에 대한 저항값의 변화로 정의되는데, (Gauge factor, GF=(R-R0)/(R0ε), ε은 길이 변형률이다.) 정의된 공식에 의해 늘어나는 정도가 커질수록 민감도는 줄어든다는 것을 알 수 있다.[3] 따라서 최근 저항 기반의 스트레인 센서는 GF가 아주 큰 초민감한 센서를 만드는 연구와 어떠한 방식으로 구조 변형이 일어나더라도 (많이 늘리고, 비틀고, 접고, 구기는 행위) 저항 측정이 가능한 연구로 나뉘어 진행되고 있다. 

 


그림 2. 늘리는 정도와 민감도의 척도인 gauge factor와의 상관관계.[5]


그림 3은 초민감한 스트레인 센서의 예인데, 거미의 부절과 척절 사이에 있는 관절 근처에 스트레인을 감지하는 기관이 있다.[6] 이 기관은 단단한 외골격 안에 거문고 모양으로 점성과 탄성이 있는 패드로 되어 있어서 외부 자극에 의해 이 거문고 모양이 자극을 받을 때, 신경 회로에 그 자극을 전달한다. 이러한 기관을 모방하여 스트레인 센서로 제작된 것이 그림 3(c)이다. 이 센서는 2%의 변형률에 GF가 2,000이 넘는 것을 보고했는데, 쉽게 말하자면 1 m 폭을 가지는 센서가 2 cm 늘어나면 원래의 저항의 2,000배가 넘는 저항이 측정된다는 것과 같다. 아주 자그마한 자극들, 예를 들어 공기의 진동, 작고 가벼운 물체를 놓았을 때조차 이 스트레인 센서는 감지할 수 있는 능력을 보인다. 그림 4은 GF를 포기하고 얼마만큼 늘일 수 있는지를 확인해보는 결과를 보여주는 스트레인 센서의 예이다.[7] PANI (Polyaniline)과 PDMS (Polydimethylsiloxane)으로 구성된 스트레인 센서는 비록 50이 채 안되는 GF를 가지지만, 여러 변형을 경험하여도 안정적으로 센싱 기능이 가능하다는 것을 보여주었다. 결국, 응용하려는 분야와 연구의 목적에 따라 초민감한 센서를 개발할 것이냐, 여러 변형이 일어나더라도 센서의 기능을 가지는 구조를 개발할 것이냐를 결정할 수 있는 것이다.

 



그림 3. 거미 다리에서 촉각 센서를 모방한 크랙 스트레인 센서.[6]

 



그림 4. 접고 비틀고 구부리는데 특화된 PANI/PDMS 스트레인 센서.[7]


이 웹진에서 소개하는 이번 연구는 5,000이 넘는 GF를 가지는 초민감한 센서의 기능을 가질 뿐만 아니라, 10,000 이상 극한의 구조 테스트에서도 안정적으로 센서의 역할을 보여주는 수직성장형 그래핀 스트레인 센서에 대한 것이다. 제작 과정과 성능, 그리고 자체적으로 진행한 응용성 테스트를 보여주고, 향후 앞으로의 연구 계획과 가능성 있는 확장 연구에 대한 전망을 소개하고 마치고자 한다.


3. 수직성장 그래핀 스트레인 센서의 제작과 성능 (Fabrication and performance of vertical graphene strain sensor)


수직성장 그래핀 (vertical graphene, VG) 스트레인 센서의 제작과정은 그림 5와 같다. 먼저 플라즈마 화학기상 증착법 (plasma enhanced chemical vapor deposition)으로 SiO2/Si 기판에 VG를 합성한다 (그림 5의 I). 그 후에, 탄성 액체인 PDMS를 합성한 VG 위에 부어서 굳게 한다 (그림 5의 II). 이 때, 전체적으로 고르게 퍼지게 하기 위해서 스핀코터 위에서 작업을 하는데, 회전 속도가 1000 rpm이 넘게 되면 굳은 이후에 센서가 말리는 현상이 일어난다. 충분한 시간이 지난 뒤에 손으로 조심스럽게 SiO2/Si 기판으로부터 떼어낸다 (그림 5의 III). 이를 뒤집으면 결과적으로는 버퍼 그래핀 층 (buffer flat graphene, BFG)/VG/PDSM 순으로 VG 스트레인 센서가 구성된다. 수동으로 떼어내면서 필연적으로 맨 아래층에 자리한 BFG에 균열이 가는데, 이는 추후에 기술한 센서의 성능에 큰 영향을 끼친다.

 


그림 5. PDMS 위에 수직성장 그래핀이 놓여있는 형태의 스트레인 센서 제작과정


이 VG 스트레인 센서는 적당한 소수성과 투명성을 지니고 있는데, 이 특징들은 웨어러블 센서의 필수적인 요소이기도 하다. 방수가 되는 옷을 입고 비를 맞으면, 빗물이 옷에 스며들지 않고 또르르 굴러떨어지는데, 연잎 효과라고도 불리는 이 소수성을 가지고 있어야 옷이나 피부에 부착해서 원하는 센싱 기능을 할 수 있기 때문이다. 투명성은 소위 심미성을 위해 많이 연구되고 있다. 


그림 6은 전자현미경 사진인데, VG 스트레인 센서는 위에서 내려다보면 꽃잎 모양 같이 아주 빽빽한 밀도로 서로 얽혀있는 형태로 구성되어 있음을 알 수 있다. 그리고 단면을 잘라서 옆에서 보면 2~4 nm 로 아주 얇은 그래핀 층 위에 10~35 층의 그래핀들이 자라있는 것을 알 수 있다. 기존의 VG 연구들을 보면 성장한 VG의 길이는 수 마이크로인데 반해,[8,9] 이 연구에서는 200 nm 수준으로 얇은 형태를 띠고 있고, 이것이 추후에 센서의 독특한 특징을 보여주는데 역할을 하고 있다.

 


그림 6. SiO2/Si 기판 위에 합성된 VG의 평면도와 측면도


앞서 기술한 BFG의 균열은 얇은 두께로 인해, 한방향으로 일정하게 분포되어 있다 (그림 7b). 균열 사이의 물결 모양은 Poisson 효과 때문에 균열의 수직 방향으로 일렁이면서 존재한다. 이 VG 스트레인 센서 (VGS)를 균열에 수직한 방향으로 늘리면서 저항의 변화를 측정하였고, 그 결과를 그림 7c에 나타내었다. VGS의 크기가 3 cm 이기 때문에, 1% 늘리면 전체 센서의 크기는 0.3 mm 증가하는 것으로 이해하면 되겠다. VGS는 늘리는 정도에 따라 균열의 틈이 크게 벌어지면서 저항이 급격하게 변한다. 그리고 2.5% 늘리면, 저항값이 무한대로 측정이 불가한 상태가 된다. 이른바 전류가 더 이상 흐르지 않는 센서가 파괴된 상태가 되는 것이다. 놀랍게도 이 특성은 VGS를 원래 상태로 복원시킬 때, 저항값이 끊어지기 이전의 상태와 거의 동일하게 복원이 된다. 즉, 회로가 끊어져도 다시 되살아나는 상태인 불멸의 상태가 된다는 놀라운 결과를 얻었다. 이는 응용성 측면에서도 시사하는 바가 크다. 센서가 가동 중인 장비에서 고장이 났을 때, 일일이 장비를 해체하여 교체하지 않고도 계속적으로 사용이 가능한 가능성을 보여주는 것이다. 그림 7d는 7c에서 각 구간에서의 실시간 전자현미경 이미지이다. 현미경 이미지에서 알 수 있듯이, 표면에 존재하는 균열이 VGS가 늘려지면서 균열의 틈이 커지고, 다시 원래대로 복원시켰을 때에는 표면의 상태도 원래 최초의 상태로 돌아가는 것을 실시간으로 확인하였다.

 


그림 7. VGS의 기계적센싱 성능 결과 그래프 및 실시간 스트레인 상황에서의 전자현미경 이미지.


이런 놀라운 특성은 VG만이 가지는 독특한 구조에 기인한다. 그림 6의 평면도와 측면도에서 보는 것과 같이, VG는 서로가 빽빽이 늘어서 있으면서 엉켜있는 복잡한 3차원 구조를 이루고 있다. 각각의 VG들이 전도성 채널을 구성하고 있는데, 한계 늘림 (여기서는 2.5%)에서는 일부 구역에서 완전히 떨어져 버리고 아래의 유연소재인 PDMS도 약간 찢어지게 되지만, 다시 늘림을 풀게 되면 분리되어 있던 VG들이 마치 벨크로 (일명 찍찍이라 불리는 붙혔다 뗄 수 있는 상품)처럼 다시 전도성 채널을 재구성하기 때문에 원래의 저항값들로 복원하는 것이다. 그리고, 끊어지기 직전인 2%에서 GF는 5,200을 보여주었는데, 이 값은 지금까지 보고되었던 스트레인 센서들 중에서 최고의 수준에 비견된다 (그림 8a). 심각한 손상을 겪은 이후에도 겪기 이전과 거의 동일한 저항값을 보여주는 사례는 우리가 아는 한 그 사례가 거의 없다.


센서에서 중요하게 보는 성능 중의 하나는 바로 내구도이다. 우리는 VGS를 0%에서 2%까지 계속적으로 늘렸다 풀었다하는 내구도 실험을 10,000 회 이상 수행하였다. 그림 8b는 내구도 실험 결과를 보여주는데, 이 내구도 실험에서도 저항값의 변화가 거의 발생하지 않았다. 10,000 회에 도달하여도 일정 부분 저항값의 손실을 보여주는 이전의 사례들과는 달리 최초의 저항값을 그대로 안정적으로 보유하고 있었다. 지금까지 스트레인 센서 연구들은 센서의 손상을 고려하여 내구도 실험을 할 때 적당한 늘림 정도를 설정하여 테스트 하였지만, 이번 연구는 불멸의 특성을 확인하였기에 한계에 가까운 2% 늘림으로 10,000 회 이상 내구도 테스트를 하였다는 것에 큰 의미가 있다. VGS의 동작 반응속도와 회복 속도도 각각 100 ms, 200 ms 로 굉장히 빠르다는 것을 관찰하였다.

 


그림 8. 아주 큰 민감도 실험과 안정적인 내구도 실험 결과


VGS를 늘이는 방향을 이번에는 균열과 평행한 방향으로 늘려가면서 센서 성능 테스트를 진행하였고, 이 결과를 그림 9에 나타내었다. 앞서 수직한 방향으로 테스트를 한 결과에 비해서 VGS가 버티는 늘림 정도는 40%도 크게 개선되었지만, 이와 반대로 GF는 34.7 정도로 크게 낮아졌다. 이는 GF의 정의에 의해서 변형률이 20배 커지는데 반해서 저항의 변화는 그 정도를 소화할 수 없기에 발생하는 자연스런 결과이다. 그렇지만, VGS가 심각한 손상이 일어나더라도 (저항이 무한대로 가는 구간이 발생하고, 이는 전류가 흐르지 않는 상태를 의미한다.), 다시 늘리는 정도를 줄일 때 저항값이 원래대로 돌아가는 놀라운 현상은 동일하게 관찰되었다. 실시간 전자현미경 이미지를 보면, 균열에 평행한 방향으로 늘리면 균열들에 수직한 방향으로 새로운 균열이 발생하는 것을 알 수 있다. 종이 같은 물질을 옆으로 늘리다가 찢어지는 경우를 상상하면 쉽게 이해가 될 것이다. 편의상, 균열에 수직으로 늘리는 경우를 VGS-V라고 하고, 평행한 방향으로 늘리는 경우를 VGS-H라고 하자. 따라서 VGS-V의 경우, 센서의 기능에 큰 영향을 끼치는 것은 균열들의 크기가 증가하는 것이고, VGS-H의 경우 기존의 균열이 커지는 것보다는 새롭게 생기는 균열이 많아서 VGS의 저항 변화들이 구별되게 나타난다고 볼 수 있다. (그림 10)

 


그림 9. VGS-H의 성능 결과 그래프 및 실시간 스트레인 상황에서의 전자현미경 이미지.


 


그림 10. VGS-V와 VGS-H의 동작 구동 메커니즘


4. VGS의 응용성 테스트 (Applications of vertical graphene strain sensors)


위에 구술한 VGS의 특성들을 활용하여 몇 가지 응용 실험을 진행하였다. 첫번째로 단계별 알람 스위치로 활용이 가능한 LED (light emitting diode)를 소개한다. 기존의 스트레인 센서들은 스위치의 on/off 기능만을 보여주는 것이 대다수인데, 우리는 C++ 코드를 프로그래밍한 Arduino UNO 회로를 적용하여 저항 레벨에 단계별로 흰색/주황색/녹색/파란색 LED가 점멸하고 켜지는 알람 스위치를 제작하였다 (그림 11). 한계 늘림 상태에서는 LED가 모두 점멸되어 사용자가 실제적인 이상상황을 인지할 수 있고, 시스템을 조정하여 원래 상태로 복원시킬 수 있다는 것을 보여주는 사례라고 할 수 있다. 

두번째로는 VGS에서 검출할 수 있는 저항을 실시간으로 무선으로 통신하여 이를 신호화하는 시스템을 구축하였다 (그림 12a). 이 시스템을 활용하여 관절의 구부림을 인지할 수 있는 지를 테스트하였고, 그림 12b와 c에서 보듯이 성공적으로 검출될 뿐만 아니라 구부리는 정도가 커질수록 신호의 크기가 커지는 것도 알 수 있다. 또한 스피커에 부착하여 다양하고 복잡한 음파의 진동도 인식할 수 있는지도 확인하였다. 그림 12d는 베토벤의 운명 교향곡을 틀어주면서 스피커가 떨리는 정도에 따라 VGS에서 일어나는 저항의 변화값을 보여주는데, 실제 제공되는 어쿠스틱 파형과 아주 유사하였다. 공기를 통해서 전달되는 음파의 경우, 그 진동이 아주 약하기 때문에 스트레인 센서에서의 민감도의 크기는 아주 중요한 요소가 된다. 이번 연구에 사용된 VGS의 경우 초민감도를 보여주었기 때문에 스피커를 통한 음색의 고유한 특성들도 명확하게 구분되어 검출할 수 있다는 것을 시사한다. 마지막으로 실험자의 목에 VGS를 부착하여 후두의 진동을 언어를 말함으로써 센서의 성능을 확인하고자 하였다. 영어와 한글 두 가지를 사용하였으며, 각각의 단어가 가지는 고유한 피크의 간격을 확인하였다. (피크의 진폭은 반복 실험에서 동일한 음량을 할 수 없기에 다르게 나타난다.) 이 결과들은 미래 사물인터넷 (Internet of Things, IoT)에 핵심적으로 적용되는 음성인식 기능에 적용될 수 있다는 가능성을 제시하였다.

 


                 그림 11. 계속적으로 VGS의 늘림 상태를 변화시키면서 관찰한 LED의 스냅샷 이미지.

 


그림 12. VGS를 활용한 무선 감지 시스템. 관절의 운동을 감지하거나 스피커의 음파를 구분하거나 언어를 구분할 수 있는 예시들.


5. 결론 및 전망 (Conclusion and outlook)

이번 웹진에 기고하는 VGS는 놀랄만한 민감도와 구조적 안정성을 보여줄 뿐만 아니라 회로가 끊어진 상황에서도 원래상태로 복원하는 아주 우수한 기계적 센서의 성능을 보여주었다. 일각에서는 많이 늘어나는 것도 아닌데 플렉서블 센서로 활용이 가능하겠냐하는 의구심을 표할 수 있다. 추가적인 연구로 VGS 표면의 균열의 방향에 따라 늘리는 정도를 증가할 수 있었고, 또한 그래핀에 전도성 나노입자를 부착하여 저항 레벨을 감소시켜서 저항 변화의 폭을 크게 가져갈 수 있는 상황도 연출할 수 있다. 위에서 언급한 대로, 센서가 쓰이는 목적에 따라서 초민감도를 보이는 센서가 활용될 수 있는 분야가 아주 많기에, 추후에 활용 연구로 사용될 여지가 많다. 예를 들면 다음과 같다. 


1) 관절이나 근육의 움직임이 아닌 미세한 진동과 움직임을 감지해야하는 생리의학적 운동을 감지하는 센서로 활용될 수 있다. 갑상연골뼈의 진동, 맥박, 심박수를 측정하는 센서가 대표적이다.[10] 2) 응용편에서도 다루었듯이, 발음 교정 훈련 등에서도 활용될 수 있다. 3) 미세한 압력에도 작동이 가능하기에, 미세유량의 조절을 요하는 시스템에서도 사용이 가능하다.[6] 4) 조그만 무당벌레의 움직임도 포착이 가능하기에,[6] 곤충같이 조그만 생물체들의 군집활동이나 생활양식의 트랙킹 같은 사회학적 연구에도 활용이 가능하다. 5) 그래핀은 생체친화형 물질이다.[11] 단순하게 피부에 부착하는 센서가 아니라 신체 내의 기관에도 부착하여 사용하는 센서의 미래도 그래핀을 통해 현실화할 수 있다. 본 연구진은 이미 쥐를 이용하여 체내에서 이용되는 생체친화형 센서 실험을 수행하였고, 괄목할만한 연구결과들을 얻었다 (그림 13). 세포 독성도 관찰되지 않았고, 피부자극에 대한 문제점도 발생하지 않았다. 무엇보다 쥐의 심장에 직접적으로 부착한 VGS는 붙이는 위치에 따라 좌우 심방과 심실을 구분할 수 있었고, 이는 어느 혈관에 심혈관 문제가 발생하는지에 대한 즉각적인 대처가 용이하게 한다. 이 체내 심박 센서는 칼슘 채널 억제제인 Nifedipine을 주입하여 약물 스크리닝 평가도 수행하였다.


센서는 2020년대를 살고 있는 우리의 생활에 빠지지 않고 존재하는 하나의 부품이기도 하지만, 우리의 미래를 윤택하게 만드는 전자기기들에 활용될 소중한 기술이다. 이미 꿈의 물질이라고 불리는 그래핀은 차원과 모양을 변형시켜서 여러 분야에 응용되고 있다. 이번 연구의 VG 역시 그래핀을 구조적으로 변형시킨 예이다. 기계적인 활용도에서 확장하여 생체내에 여러 기관의 움직임까지 포착할 수 있는 VG는 앞으로의 미래 과학기술의 발전을 선도할 물질이 될 것이다.


본 연구는 고려대학교 에너지환경대학원 윤용주 교수 연구팀과 건국대학교 수의과대학 김시윤 교수 연구팀과 공동으로 진행되었고, 연구재단의 지원을 받아서 수행되었다.




그림 13. VGS를 활용한 in vivo biocompatible 스트레인 센서의 기능 실험



참고 문헌

[1]https://blog.lgcns.com/1349


[2]J. Heikenfeld et al., Wearable sensors: modalities, challenges, and prospects. Lab Chip 2018, 18, 217-248.


[3]S. Lee et al., Vertical graphene on flexible substrate, overcoming limits of crack-based resistive strain senso


rs. npj Flex. Electron. 2022, 6, 2.


[4]B. Park et al., A semi-permanent and durable nanoscale-crack-based sensor by on-demand healing. Nano


scale 2018, 10, 4354-4360.


[5]M. Amjadi et al., Stretchable, skin-mountable, and wearable strain sensors and their potential applications: A review. Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 1678-1698.


[6]D. Kang et al., Ultrasensitive mechanical crack-based sensor inspired by the spider sensory system. Nature 

2014, 516, 222-226.


[7]X. X. Gong et al., Flexible strain sensor with high performance based on PANI/PDMS films. Org. Electron. 20


17, 47, 51-56.


[8]S. Wu et al., Ultrasensitive and stretchable strain sensors based on mazelike vertical graphene network. AC


S Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 36312-36322.


[9]C. Deng et al., Ultrasensitive and highly stretchable multifunctional strain sensors with timbre-recognition abilit


y based vertical graphene. Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1907151.


[10]J. Tolvanen et al., Stretchable and washable strain sensor based on cracking structure for human motion 


monitoring. Sci. Rep. 2018, 8, 13241.


[11]K. Kostarelos and K. S. Novoselov, Graphene devices for life. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 744-745.