香港理工大学《Carbon》：石墨烯/聚酰亚胺薄膜，用于喷墨打印超声波传感器

成果简介

本文，香港理工大学Pengyu Zhou等研究人员在《Carbon》期刊发表名为“Thermally stable, adhesively strong graphene/polyimide films for inkjet printing ultrasound sensors”的论文，研究展示了一种新型纳米石墨烯薄片 (NGP)/聚酰亚胺 (PI) 薄膜，用于通过按需喷墨打印生产柔性、超灵敏的超声波传感器。

通过块状石墨中使用简便的高剪切LPE经济高效地生产的新型石墨烯基油墨，具有石墨烯浓度高、储存稳定性好、喷墨印刷适性和良好的功能性等优点。量身定制的印刷薄膜传感器具有超薄厚度（∼1 μm）、出色的热稳定性和非凡的粘合强度（ASTM 5B 级别）。

图文导读

图1。喷墨印刷具有优化NGP/PAA薄膜型NGP/PI超声传感器的纳米复合材料的油墨制备工艺。

图2（a）（b）描绘了通过FESEM和AFM从块状石墨剥离的典型NGP的形态。(c) 显示了通过 AFM 测量NGP尺寸的统计。（d）墨水的紫外可见光谱。（e）在一张普通纸上用 NGP/PAA 墨水印刷的图案。

图3。(a) 在 Kapton 薄膜基材上喷墨印刷的 NGP/PI 传感器。(b)–(d) 喷墨印刷的 NGP/PI 传感器的 FESEM 图像。

图4。(a)喷墨印刷的 NGP/PI 传感器的TGA曲线。（b）喷墨印刷NGP / PI传感器和胶带ASTM后D3359横切带试验。(c) 超声采集实验装置示意图。(d) (e) PSN-33 晶片和喷墨印刷的 NGP/PI 传感器在 175 kHz 和 在 1600 kHz 捕获的激发信号和超声信号。(f)  (g) NGP/PI 传感器在 100 至 600 kHz 和600 至 1600 kHz 的扫描范围内捕获的信号。(h) 印刷的 NGP/PI 传感器的超声传感机制示意图。

小结

这种新型柔性超灵敏传感器不仅具有可与商用压电晶片相媲美的非凡灵敏度、保真度和传感精度，而且还具有重量轻、成本低、可大规模生产、制造简单等优点，突出了具有扩展到其他应用领域的潜力，例如用于基于超声波的疾病诊断的可穿戴医疗保健设备。

文献：

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.08.007