可穿戴电子产品正迅速成为我们生活中的一部分，它们广泛在个性化健康监测、健康跟踪以及COVID-19的早期预警方面应用。其中，可拉伸的小型化可穿戴传感器可测量人体发出的运动、生理、电生理和电化学信号，为个性化医疗保健提供了巨大潜力。如果将这些电子产品嵌入到纺织品中，形成的电子纺织品不仅具有物理灵活性，还可以与人体交互，持续监测、收集和交流各种生理参数，包括体温、心率和血氧饱和度水平等。当这些生命体征出现异常，可以在早期就发现并提醒医疗保健人员，使他们能够更快地进行干预。此外，基于纺织品的传感器能让患者在家中保持对健康状况的监测，从而避免使用专业设备对医疗保健系统造成的负担。基于不同的传感机制，柔性传感器可分为压电、电容、压阻和摩擦电传感器，但压电、摩擦电和电容式压力传感器的灵敏度因其固有缺点而受到限制，包括压电材料的固有滞后和蠕变现象、摩擦电传感器的信号不稳定性、电容式传感器的非线性影响等。相比之下，压阻式传感器因其结构简单、灵敏度高、信号处理简单而受到广泛研究。
近日，来自英国西英格兰大学的Nazmul Karim团队在Advanced Sensor Research上发表了研究文章，报道了一种石墨烯基的导电纱线，以及由此制备的可穿戴压阻式传感器。
在本工作中，研究团队使用纱线染色机，在棉纱上涂敷了还原氧化石墨烯（rGO）涂层。制备完成后，使用扫描电子显微镜和拉曼光谱进行了表征，并研究了rGO涂层纱线的导电性与制备工艺的关系，以及在拉伸、压缩测试中表现的机械性能，并与涂银纱线和碳素纱线进行了对比。
之后，团队使用rGO涂敷纱线设计制备了压阻式传感器，并研究了缝纫密度、尺寸以及传感器形状、多层结构对器件性能的影响。结果表明，这种纱线植被的压阻式传感器表现出出色的灵敏度和循环性能，且多层结构可以改善传感器的导电性。当用于生物信号检测时，可以很好地用于呼吸信号的检测，性能与商用的传感器相当。美中不足的是，这种压阻式传感器的耐洗性能不佳，在5、10次洗涤循环后，传感器电阻分别增加了17.6%和42.3%。作者表示，可以使用聚合物、热熔密封等后处理工艺，进一步改善传感器的机械和电气稳定性。
论文信息：
Highly Scalable, Sensitive and Ultraflexible Graphene-Based Wearable E-Textiles Sensor for Bio-Signal Detection
Sirui Tan, Md Rashedul Islam, Huixuan Li, Anura Fernando, Shaila Afroj, Nazmul Karim
Advanced Sensor Research
DOI：10.1002/adsr.202200010
译者：潘奕辰，Procter&Gamble
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