成果简介
纺织品因其柔韧性、可拉伸性、耐磨性和生物相容性而成为下一代电子设备的理想平台。本文，韩国化学技术研究院《J. Mater. Chem. C》期刊发表名为“Fabrication of highly conductive graphene/textile hybrid electrodes via hot pressing and their application as piezoresistive pressure sensors”的论文，研究基于电化学剥离石墨烯 (EEG) 和棉织物的高导电性和柔性电极；这些电极是通过热压制成的，可用作压阻式压力传感器中的传感材料。通过改变织物基底上EEG的表面密度，可以控制电极的薄片电阻和微观结构。优化后的EEG/纺织电极的最小片电阻（Rs）为1.3Ωsq−1以及1000周弯曲试验期间的高柔韧性和耐久性。
压力传感器是通过组装两个EEG/纺织电极制成的，每个电极都充当压力传感材料；传感器表现出~0.16 kPa -1的最大压力灵敏度、宽范围的线性灵敏度（高达100 kPa）、约373ms的快速响应以及超过10 000次压力加载和卸载循环的可重复性能。这些传感器还可以有效地用作弯曲运动、手腕脉搏和步进运动传感器，以及开/关型压力传感器。因此，开发的脑电图/纺织电极具有用于纺织电子和下一代可穿戴设备的潜力。
图文导读
图1 、(a) 使用热压制备 EEG/纺织电极的示意图。(b) 纯EEG膜（表面密度为1.8mg cm -2）和 (c) EEG/纺织电极的SEM 图像（表面和横截面） 。
图2、显示了比较EEG薄膜（热压前）和 EEG/纺织电极（热压后）的柔韧性的照片
图3、 (a) XRD图案和 (b) 纺织品、0.9-EEG 薄膜、0.9-EEG/纺织电极、1.8-EEG 薄膜和 1.8-EEG/纺织电极的拉曼光谱。(c) 纺织品、0.9-EEG/纺织电极和 1.8-EEG/纺织电极在 10×10mm 2（顶部）和1.0×1.0mm2（中间）尺度下的表面3D轮廓图像。RMS粗糙度显示在底部。
图4、 (a) 0.9-EEG 薄膜、(b) 0.9-EEG/纺织电极、(c) 1.8-EEG 薄膜和 (b) 1.8-EEG/纺织电极的横截面 SEM 图像和示意图。
图5、 (a) 基于EEG/纺织电极的压力传感器示意图。基于 0.9-和 1.8-EEG/纺织电极的压力传感器的性能：（b）在不同压力下重复加载和卸载循环下的传感器响应。(c) 压力传感器的ΔR / R 0随施加压力的变化而变化（插图显示了在细微压力范围（0-1.0 kPa）内放大的传感器响应）。(d) Δ R / R 0的变化在最大压力为 5.0 kPa（左）和放大图（右）的情况下，在 1000 个加载和卸载循环期间的传感器。(d) 基于 0.9-EEG/纺织电极的传感器的响应时间，在 1.0 mm s -1的恒定加载和卸载速度下施加 5.0 kPa 的压力（左）和放大图（右）。
图6、 基于 0.9-EEG/纺织电极的压力传感器作为人体运动、手腕脉搏和步进运动监测传感器的应用
图7、 (a) 基于 EEG/纺织电极和聚酯织物的开/关型压力传感器的照片。(b) 压力传感器的表面和横截面 SEM 图像。(c) 电路图和 (d) 开/关型压力传感器测试电路的照片。测试电路的照片图像以及在 (e) 2.0 和 (f) 4.0 kPa 下作为时间函数的施加压力和电路电流的变化。
小结
总之，开发的 EEG/纺织电极和由此产生的压力传感器的优势可以概括为三点。
(1) EEG/纺织电极的薄层电阻和表面微结构可以通过简单的制造工艺调节EEG薄膜的表面密度来控制。
(2) 基于EEG/纺织电极的压力传感器可以直接缝在布料的任何部分，因为它们的基材是柔软的棉织物。
(3) 压力传感器在强大的外部压力下也很坚固耐用，因为它们的电极是在高温和高压条件下制造的。
由于这些优势，开发的脑电图/纺织电极有望用于下一代集成服装。
文献：https://doi.org/10.1039/D2TC00165A
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