清華大學成功研發出可測人體信號的石墨烯“電子皮膚”

清華大學成功研發出可測人體信號的石墨烯“電子皮膚”

記者從清華大學獲悉，清華大學微納電子系任天令教授團隊日前研發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、發聲等，在運動監測、睡眠監測、生物醫療等方面具有重大應用前景。

這一成果近日發表于國際納米領域著名期刊《美國化學學會·納米》上。

據介紹，電子皮膚是一種重要的生物醫學傳感器，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、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亟待解決的關鍵問題。”任天令解釋。

通過對激光直寫石墨烯微觀結構的分析研究，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程。“多層石墨烯表皮電子皮膚可以通過電阻變化實現對皮膚表面的微小形變等的監測，通過貼附在口罩、手腕、喉嚨等多個位置分別實現對呼吸、心跳、語音等生理體征信號的測量。”任天令說。

此外，在器件研制過程中，團隊創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，靈敏度更高，可耐受更高的溫度。

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