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石墨烯如何解锁可穿戴设备?

时间:2024-05-22 18:09:14 科技赋能

包括英国埃克塞特大学 Monica Craciun 教授在内的国际科学家团队成功开创了一项新技术,将透明、柔性的石墨烯电极嵌入纺织行业常用的织物中。

这一发现可能会彻底改变可穿戴电子设备的生产,例如含有电脑、手机和 MP3 播放器的衣服,这些设备重量轻、耐用且易于运输。

这项国际合作研究包括来自埃克塞特大学石墨烯中心、里斯本系统工程与计算和微系统与纳米技术研究所(INESC-MN)、葡萄牙里斯本大学和阿威罗大学以及比利时的专家纺织研究中心(CenTexBel),文章发表在领先的科学期刊《ScientificReports》上。

该工作的合著者 Craciun 教授表示:“这是未来可穿戴电子产品的一个关键点。

这种潜力多年来一直为人所知,透明和柔性电极已经广泛应用于塑料和玻璃中。

但这只是第一个纺织电极真正嵌入纱线中的例子,其用途是无限的,包括纺织 GPS 系统、生物医学监测,甚至是感官障碍人士的通讯工具。

“石墨烯是最薄的物质。

它具有导电性,只有一个原子厚,是已知的最坚固的材料之一,近年来,科学家和工程师一直在竞相满足可穿戴电子产品对石墨烯的使用需求。

“层状石墨烯”由于其优异的电学、机械和光学性能,作为可穿戴电子设备的透明电极具有巨大的吸引力。

在这项研究中,石墨烯是通过化学气相沉积 (CVD) 制备的,石墨烯是使用 Moorfield 最近开发的最先进的纳米 CVD 系统在铜箔上生长的。

该合作团队开发了一种将石墨烯从铜箔转移到聚丙烯纤维的技术,聚丙烯纤维是纺织工业中常用的材料。

该研究小组的领导者、来自 INESC-MN 和阿威罗大学的 Helena Alves 博士表示:“可穿戴技术的概念正在形成,但到目前为止,嵌入纺织品中的完全透明且灵活的技术还不存在。

因此,石墨烯纺织品的开发和集成过程将使其商业应用进入一个新时代。

安娜·内维斯 (Ana Neves) 博士是埃克塞特大学工程系 Craciun 教授科学团队的前博士后研究员,也是 INESC 的副研究员,她补充道:“我们的生活被织物、家里或办公室的地毯、家里的座椅所包围。

汽车。

椅子,显然还有我们所有的衣服。

将电子设备添加到织物中无疑是一项改变游戏规则的现代技术。

“所有电子设备都需要布线,因此这种方法要解决的第一个问题是开发各方面均匀、轻便且舒适的导电纺织纤维。

”我们开发的通过涂覆石墨烯来制备透明导电纺织纤维的方法将为在纺织纤维上集成电子设备开辟新的视野。

CenTexBel 智能纺织品专家 Isabel De Schrijver 博士表示:“可穿戴电子产品的成功创造了一项颠覆性技术,在广泛的应用中具有巨大潜力。

”我们对这一突破的潜力感到非常兴奋,并期待它未来在电子行业的应用。

该研究的合著者之一、埃克塞特大学的 Saverio Russo 教授补充道:“这一突破还将培育新的转型和交叉研究方向,这将使从医疗保健到国防的广泛领域受益。

” 。

2016年,埃克塞特大学石墨烯科学中心的Craciun教授和Russo教授发现了GraphExeter,一种夹在两层石墨烯之间的类似三明治的三氯化铁分子层,并获得了一种新系统,最出名的是一种透明材料,该团队最近发现,它可以导电,而且比显示器行业常用的许多透明导体更稳定。