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石墨烯掌握着解锁可穿戴设备的钥匙

时间:2015年05月21日来源:中国纺织网作者:

一个包含来自英国埃克塞特大学的教授Monica Craciun在内的国际科学家团队,成功开创了一个新的技术,将透明、柔性的石墨烯电极嵌入通常用于纺织品行业的织物之中。

  一个包含来自英国埃克塞特大学的教授Monica Craciun在内的国际科学家团队,成功开创了一个新的技术,将透明、柔性的石墨烯电极嵌入通常用于纺织品行业的织物之中。

  这一发现可以革命性地改变可穿戴电子设备的生产,如含电脑、手机和MP3播放器的衣服,这些衣服重量轻,坚固耐用,并且易于运输。

  这项国际合作研究,包括来自埃克塞特大学的石墨烯中心,里斯本的系统工程和计算机及微系统和纳米技术(INESC-MN)研究所,和葡萄牙的里斯本和阿维罗大学,以及比利时纺织研究中心(CenTexBel)的专家们,该文章发表在领先的科学杂志《Scientific Reports》上。

  这项工作的共同作者,Craciun教授说:“这是未来可穿戴式电子设备的关键点。其潜力已经存在了很多年,透明且柔性的电极已经广泛应用于塑料和玻璃。例如,但这是纺织电极被真正嵌入在纱线的首个例子。其使用的可能性是无限的,包括纺织GPS系统,生物医学监测,人身安全或为那些谁是感觉甚至受损的通讯工具。唯一的限制真的是我们自己的想象力。”

  石墨烯是能够导电的最薄的物质,只有一个原子厚。它是非常柔性的,并且是已知最强的材料之一。科学家和工程师一直在竞争和比赛,以适应近年来在可穿戴式电子设备中对石墨烯使用的需求。

  这个新的研究已经表面“单层石墨烯”具有很大的吸引力,可以作为可穿戴电子设备的透明电极,因为它具有优异的电学,机械和光学性能。这项研究中石墨烯是由化学气相沉积(CVD)法制备,即在铜箔上生长,利用的是Moorfield最近开发出一种最先进的nanoCVD系统。

  这个合作团队建立了一种技术,可以把石墨烯从铜箔转移到聚丙烯纤维上,后者是一种已经在纺织工业中普遍应用的材料。

  来自INESC-MN和阿维罗大学的领导该研究团队的Helena Alves博士说:“可穿戴技术的概念正在形成,但至今为止,充分嵌入纺织品的透明和柔性的技术不存在的。因此,石墨烯纺织品的发展和整合过程,会将其商业化应用带入新的纪元。”

  来自INESC埃克塞特大学工程系Craciun教授的科研团队的前博士后研究员,以及副研究员Ana Neves博士补充说:“我们的生活被织品包围着,我们的家里或办公室的地毯,我们汽车里的座椅,以及显而易见的我们所有的服装。电子设备加入面料之中肯定会是一个改变游戏规则的现代技术。”

  “所有的电子设备都需要布线,因此,这种方法中第一个需要解决的问题是,开发各面相同、质轻和舒适的导电纺织纤维。我们已开发的方法,通过涂敷它们来制备透明导电纺织纤维与石墨烯,将会打开新的在纺织纤维上整合电子设备的新局面。”

  来自CenTexBel的智能纺织品专家Isabel De Schrijver博士说:“可穿戴电子产品的成功,制造了一个颠覆性的技术,在广泛的应用领域都具有很大潜力。我们对这一突破的潜力感到非常兴奋,并期待它可以使用在未来的电子产业。”

  来自埃克塞特大学的本研究的合作者之一,Saverio Russo教授,补充说:“这一突破也将培育新的变革和交叉研究方向,将使从医疗到国防在内的广泛领域获益。”

  2012年,来自埃克塞特大学的石墨烯科学中心的Craciun教授和Russo教授,发现了GraphExeter,一种三氯化铁三明治样的分子层,夹在两层石墨烯层之间,获得了一个全新的系统,成为最著名的可以导电的透明材料。还是这个同一个团队,最近发现,GraphExeter同时还比许多显示工业中常用的透明导体更加稳定。

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