石墨烯墨水改性

【学术前沿】英国剑桥大学开发环境友好型石墨烯织物可助力可穿戴电子产品的开发

2016年11月25日，英国剑桥大学宣布，他们同中国江南大学的科学家合作，设计了一种可以将石墨烯基墨水沉积于...

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2016年11月25日，英国剑桥大学宣布，他们同中国江南大学的科学家合作，设计了一种可以将石墨烯基墨水沉积于棉织品上的方法，能够制备导电性织物。这成为制备可穿戴柔性电子设备的一条新的途径，有望让这类设备的制备过程更廉价并且不使用有毒物质。

棉织品是服装和纺织品上最广泛使用的材料之一，它透气性好，人体感觉舒适同时耐洗涤。而这些特性，也让棉织品成为了电子织物的不错选项。剑桥石墨烯中心（CGC）的Felice Torrisi及其合作者开发的制备电子织物的新方法就是通过石墨烯导电墨水浸渍棉织品使之成为导电性织物，这是一种低成本，环境友好，符合可持续原则的方法。

基于Torrisi的柔性电子器件用可打印石墨烯墨水配方，该研究团队开发出了用化学改性的石墨烯片制成的墨水，相比于未改性的石墨烯，改性的产品与棉纤维的粘附效果更强。把这种墨水沉积在棉织品之后经过热处理，可以提高改性石墨烯的导电性。改性石墨烯同棉纤维间的粘附作用同棉纤维固定染料的情况类似，经过多次洗涤之后仍能保持导电性。

虽然之前已经有人开发出可穿戴的传感器，但是绝大部分当前的可穿戴技术依赖的是将硬质电子器件安装在柔性基质上，例如塑料薄膜或织物。这些产品一洗就坏，并且因为不透气穿戴起来并不舒适。Torrisi认为，其他的导电油墨使用的是诸如银之类的贵金属，这会使其价格昂贵，而且不是可持续的；该项研究使用的石墨烯价格相对便宜，安全环保并且其与棉花具有化学相容性。

该项技术不仅在学术上取得了突破，而且给石墨烯墨水带来了商机，使之有望用于个人健康护理技术，高端运动服，新型军服，可穿戴信息产品等领域。该项技术目前正由剑桥企业（Cambridge Enterprise，剑桥大学的技术商业化部门）推进商品化进程。

该项研究受欧洲研究委员会协同拨款（European Research Council’s Synergy Grant）、中国国家自然科学基金国际研究奖学金（the International Research Fellowship of the National Natural Science Foundation of China）以及中国科技部支持。