清华大学微电子系任天令教授团队在《美国化学学会·纳米》(ACS Nano)上发表了题为《仿生针刺随机分布结构的高灵敏度和宽线性范围石墨烯压力传感器》(Epidermis Microstructure Inspired Graphene Pressure Sensor with Random Distributed Spinosum for High Sensitivity and Large Linearity)的研究成果，由人体皮肤感知微结构出发提出相似的仿生结构，通过微结构和分布模式的结合解决了灵敏度和线性范围之间的矛盾，为力学器件性能的综合提升提供了一种全新的思路。
近年来，柔性力学微纳传感器特别是在人体生理信息监测和检测方面成为学术界的研究热点，同时也有大量相关产业公司相继成立。相比于传统的硅基器件，由于具有舒适性、贴合性和可穿戴性等方面的特点而广泛应用于人体物理和化学活动的监测，但作为力学器件的两个重要指标灵敏度和线性度之间的矛盾一直未能得到很好的解决。通常制备出的器件都需要以牺牲一个指标而为提升另一个指标服务，这往往限制了其实际应用的范围，解决这一矛盾成研究难点。
基于人体皮肤，特别是指尖对于不同大小应力的高灵敏响应特点，根据对其微结构的研究提出了相似结构的制备。通过砂纸作为模板倒模成型柔性的基底，利用氧化石墨烯在高温下还原后作为力学敏感层，制备出具有针刺形貌和随机分布的压力传感器。该传感器表现出优异的稳定性、快速响应和低探测极限，实现了在更宽线性测量范围的高灵敏度。其中针刺结构之间接触面积突变主要贡献出高的灵敏度，随机分布主要贡献宽的线性范围，通过两者结合在很大程度上解决了这一对矛盾。
正是由于该传感器高的灵敏度和宽线性范围，课题组成功了应用于对人体各种生理活动的监测，例如脉搏、呼吸和声音识别，还实现对走、跑、跳等走路姿态的监控，以及对走路步态的监测。利用可穿戴的高性能力学传感器对人体各种生理活动参数的获取将会在个人健康和医疗方面具有重要的实际意义，具有重大的应用前景。
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。
石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法（CVD）。
随着批量化生产以及大尺寸等难题的逐步突破，石墨烯的产业化应用步伐正在加快，基于已有的研究成果，较先实现商业化应用的领域可能会是移动设备、航空航天、新能源电池领域。
石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中，电子的质量仿佛是不存在的，这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动，从而必须用相对论量子力学来描述，这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向：一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验，可以在小型实验室内用石墨烯进行。
零能隙的半导体主要是单层石墨烯，这种电子结构会严重影响到气体分子在其表面上的作用。单层石墨烯较体相石墨表面反应活性增强的功能是由石墨烯的氢化反应和氧化反应结果显示出来的，说明石墨烯的电子结构可以调变其表面的活性。另外，石墨烯的电子结构可以通过气体分子吸附的诱导而发生相应的变化，其不但对载流子的浓度进行改变，同时可以掺杂不同的石墨烯。
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