韩国科技院《AMT》:通过直接写入激光诱导石墨烯实现的智能木屋

成果简介

木材是一种天然丰富、可再生、可回收、可生物降解和环保的建筑材料。能够进行远程监控以及光、气候和电器控制的智能家居需要大量的电气传感器和互连，这在木材中实施具有挑战性。尽管最近报道了木质纤维素材料上导电激光诱导石墨烯（LIG）的形成，但迄今为止，LIG电极在智能木制家庭应用中的引入尚未得到解决。本文，韩国科学技术院Young-Jin Kim等研究《ADV MATER TECHNOL》期刊发表名为“Smart Wooden Home Enabled by Direct-Written Laser-Induced Graphene”的论文，研究展示了在大气中的天然木材上直接形成LIG的图案，以形成支持智能木屋建设的关键电气元件。

LIG的薄层电阻可以达到6.0Ω sq-1，足以支持智能家居需求。四个关键的智能家居组件，即温度传感器、加热器、锅炉和电气互连，在室温下成功地在木材上形成图案，没有明显的烧蚀。考虑到该技术在木制建筑中的实际应用，清漆涂层用于LIG的结构保护;所有测试都是通过考虑实际的木制智能家居应用反复进行的。使用外部机械压力而不使用导电粘合剂的LIG电气连接设计将有助于促进绿色和智能无粘合剂木结构建筑的发展。

图文导读

图1、将基于FsLDW的LIG设备（温度传感器，加热器，光互连电极和锅炉）用于智能绿色家庭应用。

图2、基于FsLDW的基于激光诱导石墨烯（LIG）的飞秒激光直接写入（FsLDW）在木材上的制备和表征。

图3、LIG在木材上对温度传感器的表征

图4、LIG加热器的表征。

图5、飞秒激光直接书写（FsLDW）LIG在木材上作为建筑材料的应用。

小结

本研究采用FsLDW技术在木材上形成LIG，并将图案化的基板用作加热器、温度传感器、锅炉和互连电极。实验表明，LIG可以应用于智能绿色建筑，只需最少的外部安装和内部施工工作，以节省时间，劳动力和材料成本，并高度适应用户偏好。

文献：https://doi.org/10.1002/admt.202201952