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一种可批量制备的石墨烯基可穿戴纺织品
文章内容概述
近年来，可穿戴电子设备和系统的兴起，革命性地推动了健康监测的发展。其中，可穿戴纺织设备因其在传感和信号转换的实用性、方便性而备受关注。应变或压力传感器与纺织品结合，可探测到人体生理或运动信号，用于健康监测。然而，传统的纺织器件通常功能单一、传感器与执行器分离、用户仅能通过电脑或手机等外部设备获得反馈。此外，传感器件与可穿戴纺织物品不足够兼容，难以满足工业批量制备的工艺需求。因此，在此项目中提出的创新点是实现一个与工业工艺兼容和多功能集成的柔性纺织器件和系统，不仅能够感知机械或生理电信号，还能与执行结合，直接向用户提供反馈。
基于此，我们团队基于激光直写和热转印技术设计了一种可批量制备的石墨烯基可穿戴纺织品。它具有监测人体运动、检测生理信号以及发射警报声音等功能，可用作健康状况的反馈执行器。这种基于石墨烯的可穿戴器件可以在热转印工艺中紧贴于纺织品表面，并且具有低成本、省时且与工业工艺兼容的特点。此外，该纺织品器件在应变和压力测试下均表现出了非常高的线性度，这对于可靠和准确的数据分析至关重要。
创新点
决定系数分别超过99.3%和98.2%。器件在高达1000kPa的压力下仍保持稳定的性能。在4.2 Pa压力下，拥有低至85毫秒的响应时间。因此，在健康实时呵护、运动监测等领域都展现出了广阔的应用前景，有望应用到健康监测、运动监测等领域。
产品使用感受
在这项实验中，我们使用的是在先丰纳米材料科技有限公司购买的氧化石墨烯分散液，我们知道，在制备器件的实验过程中，试剂的质量是影响器件性能、实验成败的一个重要因素。先丰纳米的这款氧化石墨烯溶液色泽正，质量高，溶液较为均匀，有十分丰富的浓度梯度可供选择。我们通过滴涂氧化石墨烯溶液、干燥、激光直写的方式制备了柔性的激光还原石墨烯器件，且将之与织物进行了很好地结合，制备出了可以监测人体健康信号的智能衣物。其在此十分南京先丰纳米材料科技有限公司提供的高质量氧化石墨烯溶液，以及感谢他们热情周到的服务
课题组方向
清华大学集成电路学院任教授团队学生，目前研究方向是基于二维材料的柔性传感器研究，
使用先丰产品发表的文章
“Graphene-Based Multifunctional Textile for Sensing and Actuating”发表在《ACS NANO》上。