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科学研究

刘锋课题组柔性可穿戴电子研究最新成果

分类:院内新闻 作者: 来源: 时间:2023-10-16 访问量:

      近期,刘锋课题组将激光先进制造技术应用于柔性传感器制备中,在《Chemical Engineering Journal》(影响因子15.1,一区Top)与《Composites Science and Technology》(影响因子9.1,一区Top)等国际权威期刊上发表了最新研究成果。论文题目为“Multifunctional metal–organic frameworks nanoengineered laser-induced graphene for health electronics”和“Ultra-sensitive flexible pressure sensor with hierarchical structural laser-induced carbon nanosheets/carbon nanotubes composite film”,两篇论文的第一作者均为2021级硕士研究生李耘凡,刘锋副教授为通讯作者。

      研究一:近年来,碳基导电纳米材料作为一种关键的电学材料,在柔性电子器件中得到了广泛的应用。然而,大多数碳基纳米材料(如炭黑、碳纳米管和石墨烯)的制备工艺效率低、成本高且不环保,限制了碳基柔性电子器件的发展。因此,具有高孔隙率和良好导电性的激光诱导石墨烯(LIG)作为一种新兴的三维导电材料被广泛报道。然而,现有的LIG面临传感功能单一、导电性低与纳米结构脆弱等难题。在这项工作中,通过飞秒激光辐照镍钴多孔碳(NiCo-MOFs)/聚酰胺酸(PAA)薄膜,首次制备了镍钴纳米多孔碳(NiCo-NPC)/LIG 薄膜,并将其应用于压力传感、电磁屏蔽和焦耳加热等领域。为开发基于 LIG 的高性能多功能复合薄膜提供了一条新途径。




      研究二:近期,基于激光诱导石墨烯(LIG)的柔性压力传感器受到了广泛关注。引入分层微结构是提高压力传感器灵敏度的有效方法。然而,如何通过简单、低损伤的工艺在 LIG 薄膜上实现分层微结构仍然是一项挑战。本文利用低熔点热塑性基材苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)在激光热效应下的重塑特性,采用简单的一步激光热成型工艺,在 LIG薄膜形成过程中自发形成表面微结构。因此,一步激光辐照工艺在LIG薄膜上实现了由多孔结构和表面微结构组成的分层结构。此外,还提出了一种将分层微结构与碳纳米管(CNTs)/LIG 复合材料相结合的混合策略,以提高基于LIG的压力传感器的灵敏度。


以上研究有助于推动LIG基柔性传感器在健康医疗方面的应用。


论文链接:

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146330

https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2023.110290