成果简介
人们对能够适应人体轮廓和运动的皮肤传感器的需求日益增长，但制造常用的聚合物皮肤传感器往往需要昂贵的材料和复杂的程序。纸张具有可弯曲性、透气性、生物兼容性和环保性等优点，已成为下一代皮肤传感器的一种具有成本效益的基材。然而，除了直接制造纸张之外，通常还需要以临时方式或通过耗时的合成将转导材料引入纸基底。本文，西安交通大学李骁 教授团队在《APPL MATER TODAY》期刊发表名为“Laser fabrication of epidermal paper-based graphene sensors”的论文，研究报告了一种制造纸基皮肤石墨烯传感器的综合方法，即在单一的激光程序中实现石墨烯诱导和纸张切割，从而生成换能元件和整体传感器格式。
作者系统地探索了激光条件，主要是为了控制所获得的石墨烯传感器的多方面特性。由此产生的纸基石墨烯结构在存储、照明和变形等各种情况下都表现出足够的可靠性。纸基石墨烯传感器在整体格式、几何图案、亲水性/疏水性、表面功能化和读数方面进行了战略性设计，用于测量与人类健康相关的生物物理和生物化学信息。传感器的性能可通过调节激光功率来优化，对机械应变、温度、湿度、pH 值和葡萄糖的校准灵敏度分别为 76.93、-0.15% ℃-1、37.06 μA %-1、28.13 mV pH-1 和 1.26 μA mM-1。纸基石墨烯传感器展示了多模态健康监测。我们的方法可以促进表皮纸基传感器的产生，并满足健康监测的各种要求。
图文导读
图1.纸基石墨烯传感器的集成激光制造
图2.基于论文的LIG表征
图3.纸基石墨烯结构力学性能和亲水性的调整
图4.具有纸基石墨烯结构的生物物理传感器
图5.具有纸基石墨烯结构的传感器。
图6.使用纸质石墨烯传感器对人类健康进行多模式监测
小结
本文报告了一种制造皮肤传感器的综合方法，这种传感器采用纸基石墨烯结构，利用激光实现纸张切割和石墨烯感应。对激光功率、扫描速度和扫描时间进行了探索，以微调石墨烯结构的特性。利用纸基石墨烯结构开发了化学和物理传感器，传感器的设计和处理方法各具特色。通过调整激光功率，实现了应变（76.93）、温度（-0.15% °C-1）、湿度（37.06 μA %-1）、pH 值（28.13 mV pH-1）和葡萄糖（1.26μA mM-1）测量的最佳灵敏度（表 1）。当这些传感器附着在人体皮肤上时，它们展示了多模态健康监测的能力。这种基于激光的策略可以推进新兴表皮纸传感器的制造，用于健康监测和其他应用。
表1.本研究开发的纸基石墨烯传感器的性能
文献：https://doi.org/10.1016/j.apmt.2023.102051
本文来自材料分析与应用，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
