清华大学任天令课题组《ACS Nano》基于石墨烯的多功能纺织品用于传感和驱动

成果简介

纺织品是日常生活中广泛使用的材料；因此，基于纺织品的传感器可以被视为健康监测器的理想设备。然而，先前报道的纺织传感器由于功能单一或不兼容而前景有限。传统的纺织传感器通常专注于信号检测，无法与执行器结合以提供实时的健康状态反馈。因此，迄今为止，还没有完善的基于智能纺织品的健康监测系统。本文，清华大学任天令课题组《ACS Nano》期刊发表名为“Graphene-Based Multifunctional Textile for Sensing and Actuating”的论文，研究提出通过激光划线和热转移工艺，可批量制备石墨烯基可穿戴纺织品。

GT集成了应变传感、压力传感、生理电传感和发声四大功能，能够在用户处于异常身体状态时检测人体信号并将其转换为声音信号。此外，GT 在应变和压力传感方面都具有高线性度；决定系数分别超过99.3%和98.2%。该设备的性能在高达1000kPa的压力下仍保持稳定。在4.2Pa压力下，GT拥有的响应时间低至85毫秒。因此，由于其功能多样、性能优良，GT的研究有望扩展到健康监测、运动监测等领域。

图文导读

图1。 用于传感和驱动的多功能石墨烯纺织品。

图2. GT的制造过程和特性示意图。

图3. GT用作应变传感器或压力传感器时的机械性能测试。

图4. 用作应变传感器时的高线性机制的理论分析

图5. GT 用作执行器时的发声性能

图6. 多功能GT的应用。

文献：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c05701