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成果简介
本文，华南理工大学Zehong Li,等研究人员在《Adv. Eng. Mater》期刊发表名为“Preparation of Laser-Induced Graphene Fabric from Silk and Its Application Examples for Flexible Sensor”的论文，研究以低成本、环保的丝绸面料为原料，采用热处理和激光直接写入( LDW )两步法制备了具有原始宏观组织结构、柔性特性、最小40Ωsq-1薄层电阻的激光诱导石墨烯( LIG )。该方法可在加工过程中快速控制产品的电导率和机械性能。
通过实验调整激光参数，得到最优的约40 Ω sq -1薄层电阻。有限元分析( FEA )与实验方法耦合，用来解释加工、结构和性能之间的关系。在适当的加工条件下，可以在较薄的前体的上下表面纤维上检测到石墨烯。产品的导电性受输入激光能量引起的材料转化和结构完整性的影响，因此可以通过调整激光加工参数轻松改变。产品的良好性能与均匀、充分但不过分的温度场分布有关。此外，LIG 织物还用于柔性传感器，例如，这些传感器具有足够的静态和动态特性，可以成为可穿戴设备。
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图文导读
图1、LIG和柔性应变传感器和压力传感器的制造过程。
图2、原始丝、碳化丝和 LIG 的 SEM 图像。
图3、a）LIG（10k×）横截面的SEM图像。b) 多层碳（外部）和粒状碳（内部）（50k×）。c) 原料和产物的拉曼光谱。d) 碳化丝和 LIG 的 EDX 图案。
图4、a) 3D 模型尺寸。b) 网格尺寸分布。c) z = 10 mm, P = 0.6 W的静态处理结果。d)在不同z ( P = 0.6 W)下每个时间步的T max。e)在不同z ( P = 0.6 W)下水平方向的T max分布。f)不同z ( P = 0.6 W)下垂直方向的T分布。g)在不同P ( z = 10 mm )下每个时间步的T max。h) T最大值不同P ( z = 10 mm)下水平方向的分布。i)不同P ( z = 10 mm)下垂直方向的T分布。
图5、a) 单次抗弯强度随弯曲角度的变化。b) 弯曲次数与阻力的关系（弯曲角度=105°）。c) 以 105° 弯曲 50 次。d) 以 105° 弯曲 500 次。
图6、a) 柔性应变传感器的静态灵敏度。b) 500 周期拉伸实验（0.2 Hz，2.5% 变形）。c) 动态响应实验。d) 脉冲检测。e) 声带发音检测。f) 手指弯曲检测。g) 柔性压力传感器的静态灵敏度。h) 500 次循环冲击载荷实验（0.5 Hz，最大 60 kPa）。i) 电子皮肤按钮。
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小结
在这项工作中提出了一种具有成本效益的两步法制备 LIG 织物，可以根据需要快速调整。采用预碳化和LDW技术将真丝织物转化为具有透气性、导电性、比表面积大、具有一定柔韧性的LIG织物。
链接:https://doi.org/10.1002/adem.202100195
文献：
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