兰州大学拜永孝教授团队：基于导电石墨烯纳米油墨的棉织物，可用于柔性可穿戴加热器和应变传感器

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可穿戴导电织物是柔性电子产品的重要组成部分，可用作人体热管理、医疗保健和运动检测的便携式设备。然而，低成本和可规模化生产具有高电导率、低电压激活电热响应和优异的耐洗性的导电织物仍然面临挑战。

兰州大学拜永孝教授团队在制备高导电性的石墨烯导电织物方面取得新进展，提出一种独特的双面丝网印刷制备方法，用于制备具有高导电性的石墨烯导电织物，用于柔性可穿戴加热器和应变传感器。相关成果以标题为“Cotton Fabrics Decorated with Conductive Graphene Nanosheet Inks for Flexible Wearable Heaters and Strain Sensors”发表在《ACS Appl. Nano Mater》期刊上。兰州大学材料与能源学院博士研究生张玉金为论文第一作者。

通过双面丝网印刷方法实现了石墨烯导电油墨对多孔粗糙的棉织物(CFs)的最大化修饰，为电子运动创造了更多有效途径。有趣的是，所获得的石墨烯导电织物具有高电导率（1.18 × 10⁴ S/m)，可应用于柔性可穿戴加热器，在3V的低电压下显示出高稳态温度（52.6 ℃），同时，具有优异的耐洗性、循环稳定性和耐环境性能。此外，该导电织物还可应用于可穿戴应变传感器，在精细应变范围内表现出高灵敏度、优异的恢复能力和稳定性，以响应人体运动。因此，设计的石墨烯导电织物为实现低成本和大规模制备下一代可穿戴电子纺织品提供了一种有前景的策略。

图1.通过双面丝网印刷方法制备WPU/G-ink/CFs的示意图。

图2. 石墨烯纳米片的表征。

图3. (a) 原始 CFs、(b) G-ink/CFs 和 (c) WPU/G-ink/CFs 的宏观光学图像。(d) 原始 CFs、(e) G-ink/CFs 和 (f) WPU/G-ink/CFs 的显微 SEM 图像。

图4. WPU/G-ink/CFs柔韧性表征

图5. WPU/G-ink/CFs作为柔性可穿戴加热器的应用展示

图6. WPU/G-ink/CFs的力学性能表征

图7. WPU/G-ink/CFs作为柔性可穿戴传感器的力学应用展示

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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.1c02076

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