新華社北京8月7日電(樊攀、魏夢(mèng)佳)記者從清華大學(xué)獲悉，清華大學(xué)微納電子系任天令教授團隊日前研發(fā)出多層石墨烯表皮電子皮膚，該器件具有極高的靈敏度，可以直接貼覆在皮膚上用于探測呼吸、心率、發(fā)聲等，在運動(dòng)監測、睡眠監測、生物醫療等方面具有重大應用前景。
這一成果近日發(fā)表于國際納米領(lǐng)域著(zhù)名期刊《美國化學(xué)學(xué)會(huì )?納米》上。
據介紹，電子皮膚是一種重要的生物醫學(xué)傳感器，要求器件擁有好的柔韌性和可伸縮性、高靈敏度、好的貼合度和舒適度。“石墨烯由于其出色的導電性和柔韌性，是電子皮膚的理想材料。但是將石墨烯更加舒適、美觀(guān)、穩定、可靠地貼合在皮膚表面，從而采集人體各種生理信號一直是一個(gè)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。”任天令解釋。
通過(guò)對激光直寫(xiě)石墨烯微觀(guān)結構的分析研究，任天令教授團隊建立了以石墨烯帶狀結構為基元的裂痕理論模型，較好地模擬了由應力引起的阻值變化過(guò)程。“多層石墨烯表皮電子皮膚可以通過(guò)電阻變化實(shí)現對皮膚表面的微小形變等的監測，通過(guò)貼附在口罩、手腕、喉嚨等多個(gè)位置分別實(shí)現對呼吸、心跳、語(yǔ)音等生理體征信號的測量。”任天令說(shuō)。
此外，在器件研制過(guò)程中，團隊創(chuàng )造了濕法剝離氧化石墨烯的新工藝，去除石墨烯氧化物，只留存石墨烯，使得器件更加美觀(guān)，靈敏度更高，可耐受更高的溫度。
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