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科学家借助激光定制石墨烯电子纹身

科学家借助激光定制石墨烯电子纹身

贴附于人体与物体表面的定制化石墨烯纹身。任天令团队供图

记者从清华大学微纳电子系任天令教授团队获悉,该团队近日全球首次实现了可定制的石墨烯电子纹身,这种电子皮肤具有极高的灵敏度,可直接贴附于皮肤或其他衬底上,用于探测人的呼吸、心率、发声等,未来有望在运动、生物医疗等领域“大展拳脚”。

制作电子皮肤要求器件拥有良好的柔韧性、高灵敏度、贴合度和舒适度。石墨烯天生拥有出色的导电性和柔韧性,是制造电子皮肤的理想材料。任天令对记者解释说:“但将石墨烯更美观、稳定、可靠地贴合在皮肤表面,从而采集各种生理信号仍然是一个需要解决的关键问题。”为此,他们基于激光还原石墨烯,将石墨烯与纹身结合,让其模仿电子皮肤的功能,通过电阻变化对皮肤表面的微小形变等进行监测。

据悉,在图形化的过程中,该团队在国际上首创了湿法剥离氧化石墨烯的新工艺,去除石墨烯氧化物,只留石墨烯,使器件更美观,灵敏度更高,能耐受更高温度。而且,该项技术衬底超薄,没有穿戴不适感。此外,由于激光直写可编程的优势,石墨烯的图案可进行个性化设计,对于该产品未来的商业化也大有裨益。

任天令说,除了测量皮肤表面的拉伸与压缩,这种纹身还可转移到多种衬底(如树叶、丝绸等)上,未来如果普及可让人们随时随地了解自己的身体状况。此外,新研究使用的激光直写多层石墨烯具有性能、成本优势,非常有利于该电子皮肤的商业化生产。

该研究得到了国家自然基金重点项目和科技部项目的支持,发表于《美国化学学会纳米》杂志。

(作者:刘霞)

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