用于皮膚兼容可穿戴設備的可拉伸石墨烯油墨
2022-09-07 12:40 來源：石墨烯聯盟 責編：覃子喻
- 摘要：
- 打印具有低厚度系數和高耐用性的可拉伸和貼膚導體具有挑戰性。發表在《材料化學》雜志上的一篇文章介紹了一種基于皮膚相容的石墨烯納米片（GNP）基膠體油墨，該油墨利用具有可調流變性的熱塑性聚氨酯（TPU）粘合劑來制備具有優異性能的石墨烯導體。
由Park，H等人開發的印刷可拉伸汗液傳感器。 使用由N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）中的TPU組成的GNP基油墨，并用開發的油墨裝飾棉織物以生產應變傳感器。然而，這些油墨缺乏可調節的流變性，限制了它們在許多循環中的導電性和拉伸性。
因此，可穿戴電子應用的理想導電軌道有望具有高導電性、高拉伸性、高循環穩定性和低表壓因數。在本研究中，開發了一種基于GNP的油墨，以滿足絲網印刷可拉伸，耐用和皮膚相容的石墨烯導體的所有這些要求。
開發的石墨烯導體在120攝氏度下干燥后，在TPU基板上的薄層電阻低至每平方34歐姆。通過光子退火將其進一步降低到每平方10歐姆以下，同時保持其拉伸性，證明了光子退火在調節基于GNP的可拉伸石墨烯導體的薄層電阻方面的潛力。
目前的方法允許使用皮膚兼容的TPU粘合劑系統在柔性基板上可擴展生產GNPs，從而促進可調節的流變性。基于GNP的油墨產生的直石墨烯導體即使在100%應變下也具有導電性。
這些石墨烯導體在20-50%應變下表現出低表壓因數和最小的疲勞，循環應變長達1000次。因此，與銀或金導體相比，石墨烯導體具有抗疲勞性并且具有低表觀因子。
結論
綜上所述，基于TPU和GNP的油墨被配制成并用于在具有200微米特征尺寸的各種柔性和可拉伸基材上絲網印刷無毒可拉伸石墨烯導體。
在TPU上，可拉伸軌道的薄層電阻低至每平方34歐姆，即使在100%應變下仍保持導電性。因此，印刷石墨烯導體承受20%和50%峰應變的應變循環。與銀或金導體相比，石墨烯導體具有很強的抗疲勞性，并且表現出低規格因子。
通過光子退火調節石墨烯導體的薄層電阻，在保持調諧漂移和拉伸性的同時，顯著降低了片狀電阻。因此，油墨和后處理的配方的可擴展性和靈活性為可穿戴電子產品應用中可拉伸和柔性石墨烯導體的工業生產鋪平了一條新道路。
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