深圳长石新能源科技有限公司：又GET一种石墨烯新应用！

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可穿戴式传感器

随着现代社会的不断发展,人们对于健康的生活需求也不断提高,如何实现便捷、实时的健康监护和疾病早期诊断已经成为人们亟待解决的问题。

可穿戴式传感器由于其操作简单,可以穿戴在用户身上对人体的生理生化指标进行实时的监测而得到了人们的广泛关注,开发新型的柔性传感器材料用于构建可穿戴式传感器具有重要的意义。

石墨烯材料具有独特的二维纳米结构、高比表面积、良好的导电性和柔韧性等特点,在柔性传感、生物医学、电子器件、化学化工等领域都有很高的应用价值。

可穿戴式天线传感器

近期，武汉理工大学射频与微波研究中心何大平教授课题组利用厚度为3μm、电导率高达106S/m的多层石墨烯薄膜，设计了一种新型环保、低成本纸基柔性天线压力传感器。

具有超高电子迁移率和超强机械韧性的石墨烯在太阳能电池、散热器、柔性电子器件等领域中极具发展前景。

通常来说，石墨烯薄膜材料是由单层或少数层石墨烯纳米片、碳纳米管等一维、二维碳材料通过旋涂、抽滤、压制甚至是喷墨打印、3D打印等过程制备而成的三维材料，再使用高温固化进行成膜处理。这样制得的的石墨烯柔性导电薄膜的厚度通常为微米级，包含了数万层的石墨烯。

虽然这种薄膜损失了石墨烯的透光性，但通过石墨烯层之间的紧密排列，得到了非常优异的导电特性，其电导率可达到与金属相比拟。

『石墨烯薄膜应用于天线传感器的性能』

(a)氧化石墨烯的TEM图，插图分别为氧化石墨烯溶液。

(b)柔性石墨烯薄膜在弯曲下的照片

(c)柔性石墨烯薄膜截面的SEM图，厚度为30μm

(d)纸基石墨烯天线压力传感器贴于手背处

(e)归一化的谐振频率随运动状态变化曲线

(f) PET基石墨烯天线压力传感器贴于手肘处

该传感器表现出较好的辐射性能与较强的应力感应特性，通过与金属铜天线进行对比，石墨烯薄膜柔性天线具有更高的灵敏度和更优异的稳定性能。此外，石墨烯薄膜柔性天线压力传感器还具有灵活的机械性能、可逆的形变性以及优异的耐温性。

在实际应用中，根据不同的测试环境，选择不同的基底材料同样也能完成压力传感的功能。由于纸基比PET基与人体贴合度更高，所以图中纸基天线显现出了更为优异的频偏性能。

总结

该工作提出了一种将石墨烯薄膜引入到柔性天线传感器中的应用，实现了高灵敏度、高稳定性的压力传感，非常适合应用于可穿戴设备和无线应变传感等领域。这项工作为基于石墨烯的电子器件的研究提供了一种新思路，同时为进一步提升各种传感器以及天线的性能提供了一种新型功能化石墨烯材料。