近日，光電學院2021級碩士生唐磊作為第一作者在國際權威期刊《ACS應用納米材料》（ACS Applied Nano Materials）發表最新研究論文，該研究報道了一種基于聚醚醚酮粉末和聚二甲基硅氧烷的彈性絕緣復合材料，可利用激光在其表面一步制備可拉伸激光誘導石墨烯電極，具有非常重要的學術意義和應用價值，并被選為當期封面之一。該項工作是由唐磊同學在研二期間完成，其所在的超精密光學制造創新團隊由莊松林院士、張大偉教授領銜，光電學院研究生周靖俞和張大偉教授分列第二、三作者，盛斌副教授為通訊作者。
ACS Applied Nano Materials期刊封面
柔性可穿戴傳感器在人工智能、健康監測和運動跟蹤等領域具有巨大的應用需求，其中柔性導電層是可穿戴設備的核心。石墨烯作為一種性能卓越的傳感材料，在柔性電子領域引起了極大的關注，然而傳統的石墨烯制備技術，如化學氣相沉積等，需要復雜的制備過程和圖案化策略，限制了石墨烯的廣泛應用。本研究創新性地提出將聚醚醚酮粉末與聚二甲基硅氧烷混合并澆注入不同的模具中固化成型，得到不同形狀的彈性絕緣復合薄膜，之后分別在不同形狀的復合薄膜表面激光雕刻出不同的激光誘導石墨烯導電圖案，用于柔性應變和柔性濕度傳感器中。文章中對激光誘導石墨烯的形貌、元素組成、導電機制和激光功率進行了系統的研究。結果表明該柔性應變傳感器能夠對不同程度的拉伸應變產生持續穩定的電阻響應，與諸多同類的工作相比，其表現出較大的拉伸范圍和較高的靈敏度；此外，展示了柔性濕度傳感器在不同工作頻率下的濕度響應和彎曲不敏感性。
當該柔性應變傳感器被固定在身體不同部位時，它能夠實時監測手指、手腕、手肘的動作以及手腕橈動脈的脈搏；此外，該柔性濕度傳感器可用于人體呼吸監測與非接觸式傳感。總之，通過激光誘導石墨烯在柔性復合薄膜上制備柔性電極的方法可實現大規模個性化定制，在柔性電子與可穿戴設備中具有非常廣闊的應用前景。
柔性應變傳感器和柔性濕度傳感器的工藝流程
應變與濕度傳感性能的研究
柔性應變傳感器用于人體脈搏和關節運動的監測
柔性濕度傳感器用于呼吸監測與非接觸式傳感
封面鏈接：https://pubs.acs.org/toc/aanmf6/6/19
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.3c03026
供稿：光電學院
