成果简介
可穿戴导电织物是柔性电子产品的重要组成部分，可用作人体热管理、医疗保健和运动检测的便携式设备。然而，低成本和可规模化生产具有高电导率、低电压激活电热响应和优异的耐洗性的导电织物仍然面临挑战。本文，兰州大学Yujin Zhang等研究人员在《ACS Appl. Nano Mater》期刊发表名为“Cotton Fabrics Decorated with Conductive Graphene Nanosheet Inks for Flexible Wearable Heaters and Strain Sensors”的论文，研究提出一种独特的双面丝网印刷制备方法，用于制备具有高导电性的石墨烯导电织物 (CFs) ，用于柔性可穿戴加热器和应变传感器。
具有空间分布的石墨烯墨水的多孔粗糙 CFs 为电子运动创造了有效的途径，最外层的水溶性聚氨酯可以显着提高可洗性、循环稳定性、和导电织物的耐环境性能。有趣的是，所获得的石墨烯导电纺织品表现出高电导率（1.18 × 104 S/m)，应用于柔性可穿戴加热器，在3V的低电压下显示出高稳态温度 (52.6 °C)、优异的耐洗性、循环稳定性和耐环境性能。此外，所制造的导电织物还可应用于可穿戴应变传感器，该传感器在精细应变范围内表现出高灵敏度、优异的恢复能力和稳定性，以响应人体运动。因此，设计的石墨烯导电织物为实现低成本和可扩展的下一代可穿戴电子纺织品提供了一种有前景的策略。
图文导读
图1. 通过双面丝网印刷方法制备WPU/G-ink/CFs流程示意图。
图2. 石墨烯纳米片的表征。
图3. (a) 原始 CFs、(b) G-ink/CFs 和 (c) WPU/G-ink/CFs 的宏观光学图像。(d) 原始 CFs、(e) G-ink/CFs 和 (f) WPU/G-ink/CFs 的显微 SEM 图像。
图4. WPU/G-ink/CFs 柔性性能模拟图
图5. WPU/G-ink/CFs 作为柔性可穿戴加热器的应用展示。
图6. WPU/G-ink/CFs 的机械性能。
图7. WPU/G-ink/CFs 的机械应用显示。
小结
WPU/G-ink/CF作为柔性可穿戴加热器应用， 在3V 作电压下，安装在身体不同部位（腕关节、肘关节、指关节、膝关节），迅速升至52.6°C的舒适温度。而且，在运动过程中，加热器的排放温度是不断保持的。此外，通过早期形成的石墨烯导电织物实现对人体运动的实时监测，例如关节（肘部、手指、手腕和膝盖）的弯曲和步态分析。本文为石墨烯导电织物为灵活、可穿戴、可洗的电子纺织品提供了一种大规模、新颖且低成本的途径。
文献：
https://doi.org/10.1021/acsanm.1c02076
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