用于皮肤兼容可穿戴设备的可拉伸石墨烯油墨
2022-09-07 12:40:45.0 来源：石墨烯联盟 责编：覃子喻
- 摘要：
- 打印具有低厚度系数和高耐用性的可拉伸和贴肤导体具有挑战性。发表在《材料化学》杂志上的一篇文章介绍了一种基于皮肤相容的石墨烯纳米片（GNP）基胶体油墨，该油墨利用具有可调流变性的热塑性聚氨酯（TPU）粘合剂来制备具有优异性能的石墨烯导体。
由Park，H等人开发的印刷可拉伸汗液传感器。 使用由N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）中的TPU组成的GNP基油墨，并用开发的油墨装饰棉织物以生产应变传感器。然而，这些油墨缺乏可调节的流变性，限制了它们在许多循环中的导电性和拉伸性。
因此，可穿戴电子应用的理想导电轨道有望具有高导电性、高拉伸性、高循环稳定性和低表压因数。在本研究中，开发了一种基于GNP的油墨，以满足丝网印刷可拉伸，耐用和皮肤相容的石墨烯导体的所有这些要求。
开发的石墨烯导体在120摄氏度下干燥后，在TPU基板上的薄层电阻低至每平方34欧姆。通过光子退火将其进一步降低到每平方10欧姆以下，同时保持其拉伸性，证明了光子退火在调节基于GNP的可拉伸石墨烯导体的薄层电阻方面的潜力。
目前的方法允许使用皮肤兼容的TPU粘合剂系统在柔性基板上可扩展生产GNPs，从而促进可调节的流变性。基于GNP的油墨产生的直石墨烯导体即使在100%应变下也具有导电性。
这些石墨烯导体在20-50%应变下表现出低表压因数和最小的疲劳，循环应变长达1000次。因此，与银或金导体相比，石墨烯导体具有抗疲劳性并且具有低表观因子。
结论
综上所述，基于TPU和GNP的油墨被配制成并用于在具有200微米特征尺寸的各种柔性和可拉伸基材上丝网印刷无毒可拉伸石墨烯导体。
在TPU上，可拉伸轨道的薄层电阻低至每平方34欧姆，即使在100%应变下仍保持导电性。因此，印刷石墨烯导体承受20%和50%峰应变的应变循环。与银或金导体相比，石墨烯导体具有很强的抗疲劳性，并且表现出低规格因子。
通过光子退火调节石墨烯导体的薄层电阻，在保持调谐漂移和拉伸性的同时，显著降低了片状电阻。因此，油墨和后处理的配方的可扩展性和灵活性为可穿戴电子产品应用中可拉伸和柔性石墨烯导体的工业生产铺平了一条新道路。
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