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近日,清华大学微纳电子系任天令教授团队在纳米领域著名期刊《美国化学学会纳米》(ACS Nano)上发表了题为《多层石墨烯表皮电子皮肤》的研究论文。其研制的器件实现了可定制的石墨烯电子纹身,具有极高的灵敏度,可以直接贴覆在皮肤上用于探测呼吸、心率、发声等多重功能。未来,这种电子纹身有望在运动监测、睡眠监测、生物医疗等方面大展拳脚。
据悉,石墨烯因其优异的光学、电学、力学特性,是目前世界上已知强度最高的材料之一。加上韧性好、可弯曲,是制造电子皮肤的理想新材料,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。“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。”任天令介绍,为此,团队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,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。并且,这一技术能够实现衬底超薄,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,对该产品未来的商业化也大有裨益。