微纳电子系任天令教授团队在纳米领域著名期刊《美国化学学会纳米》（ACS Nano）上发表了题为《多层石墨烯表皮电子皮肤》(“Multilayer Graphene Epidermal Electronic Skin”)的研究论文。该器件实现了可定制的石墨烯电子纹身，具有极高的灵敏度，可以直接贴覆在皮肤上用于探测呼吸、心率、发声等多重功能，未来在运动监测、睡眠监测、生物医疗等方面具有重大应用前景。

图1. 贴覆于人体与物体表面的定制化石墨烯纹身

制作电子皮肤要求器件拥有良好的柔韧性、高灵敏度、贴合度和舒适度。石墨烯天生拥有出色的导电性和柔韧性，是制造电子皮肤的理想材料。任天令对记者解释说：“但将石墨烯更美观、稳定、可靠地贴合在皮肤表面，从而采集各种生理信号仍然是一个需要解决的关键问题。”为此，他们基于激光还原石墨烯，将石墨烯与纹身结合，让其模仿电子皮肤的功能，通过电阻变化对皮肤表面的微小形变等进行监测。

据悉，在图形化的过程中，该团队在国际上首创了湿法剥离氧化石墨烯的新工艺，去除石墨烯氧化物，只留石墨烯，使器件更美观，灵敏度更高，能耐受更高温度。而且，该项技术衬底超薄，没有穿戴不适感。此外，由于激光直写可编程的优势，石墨烯的图案可进行个性化设计，对于该产品未来的商业化也大有裨益。

图2. 剥离工艺可以大幅度提高传感器灵敏度以便于测量各种生理学信号

任天令说，除了测量皮肤表面的拉伸与压缩，这种纹身还可转移到多种衬底（如树叶、丝绸等）上，未来如果普及可让人们随时随地了解自己的身体状况。此外，新研究使用的激光直写多层石墨烯具有性能、成本优势，非常有利于该电子皮肤的商业化生产。

该研究得到了国家自然基金重点项目和科技部项目的支持，发表于《美国化学学会纳米》杂志。

论文链接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b02162

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文章来源：清华大学新闻网