單壁碳納米管兼具極優(yōu)異的導(dǎo)電性、穩(wěn)定性、柔韌性以及拉伸強(qiáng)度，因此在應(yīng)力傳感器方面有著巨大的應(yīng)用潛力。傳統(tǒng)的碳納米管應(yīng)力傳感器基于碳納米管的電阻值變化，來(lái)監(jiān)測(cè)外部應(yīng)力的大小。但是，由于生長(zhǎng)條件以及后處理方法的不同，導(dǎo)致碳納米管應(yīng)力傳感器的性能存在明顯差異。此外，單根碳納米管或者碳納米管微束表現(xiàn)出較高的靈敏系數(shù)(Gauge factor， ~ 1000)，但是由于碳納米管之間的相互作用，碳納米管宏觀體（碳納米管繩，碳納米管薄膜）的靈敏系數(shù)(2~30 )顯著降低。

    國(guó)家納米科學(xué)中心孫連峰研究員小組的劉政在攻讀博士期間發(fā)現(xiàn)，基于單壁碳納米管薄膜兩端的開(kāi)路電壓，可以構(gòu)建成功高性能的應(yīng)力傳感器。他們利用極性液滴在懸空碳納米管薄膜和液滴之間產(chǎn)生毛細(xì)管橋，對(duì)碳納米管薄膜施加一定應(yīng)力。隨著液滴的揮發(fā)和毛細(xì)管橋的收縮，施加在碳納米管薄膜上的應(yīng)力逐漸增加并于液滴即將蒸發(fā)完畢時(shí)到最大值。與此同時(shí)，碳納米管薄膜兩端會(huì)產(chǎn)生開(kāi)路電壓。與美國(guó)Rice大學(xué)的P. M. Ajayan和Lou Jun教授合作，他們建立了模型并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，發(fā)現(xiàn)開(kāi)路電壓的大小與薄膜應(yīng)力，以及毛線管橋中心的移動(dòng)速度和方向關(guān)系密切。這種基于電壓的碳納米管應(yīng)力傳感器的靈敏系數(shù)高達(dá)~ 200，比基于電阻的應(yīng)力傳感器要高１到２個(gè)數(shù)量級(jí)。

    該項(xiàng)工作對(duì)碳納米管薄膜高性能應(yīng)力傳感的研究開(kāi)辟了一條新的道 路，具有重要意義。結(jié)果發(fā)表于《納米快報(bào)》（Nano Lett.14,5117(2011)）,上述工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目的支持。