可穿戴

来自都柏林圣三一大学的研究人员开发了一种配制基于G-putty的油墨的方法，该油墨可以印刷到弹性基材上直接图案化的薄膜上。重要的是，印刷导致相分离，导致具有高导电性的富含石墨烯的表面区域。这进而允许制造非常薄的薄膜，该薄膜显示的电阻足够低，可以测量压阻效应。这很重要，因为这样的薄膜以显着降低磁滞和速率依赖性的方式被机械固定在基板-薄膜界面上。研究人员已将此类薄膜制成高性能传感器，可用于多种应用，例如生物医学传感器或作为速度和功率监视器安装在自行车上。

由于纯PU不导电，需与其他导电材料结合使用，以使薄膜具有导电性。然而，当添加无机的导电化合物时，不可避免地将影响传感薄膜的自修复性能。石墨烯凭借其优异的导电性被认为是生产可穿戴电子产品的首选导电材料，但由于其较大的表面积和强大的π-π相互作用，在制备过程中难免发生的团聚进而降低传感器的灵敏度。同时，在压阻式可穿戴电子设备的使用过程中，电流会产生大量的焦耳热，当工作电压过大或者传感器本身的电阻较小时，产生的热量甚至可以烧伤穿戴者的皮肤。因此，胶囊化的相变材料（PCM）可作为插层剂，在帮助石墨烯分散的同时，还可以通过相变存储电流产生的多余热能。

为了解决可穿戴设备在制备和使用过程中面临的诸多挑战，江南大学陈坤林研究团队设计合成了负载有十八烷的二氧化钛纳米胶囊（OTNs）-石墨烯/多支链聚氨酯（PU）混合柔性多功能自愈合薄膜。

研究人员创造的油墨显示出卓越的电气性能，具有高电子迁移率和空气稳定性。它们还保留了印刷技术的多功能性，使它们在实现低成本和高性能的印刷和可穿戴电子设备的目标方面迈出了重要一步。这种墨水基于二维材料，包括单层二硫化钼，它之前也被称为类石墨烯材料，因为它们是只有一个原子厚的薄片。这些墨水还可以应对正常的温度，以及较广的湿度范围，使它们适合于日常的可穿戴设备。

美国加州大学圣地亚哥分校的工程师开发了一种柔软而有弹性的皮肤贴片，可将其戴在脖子上，以连续跟踪血压和心率，同时测量佩戴者的葡萄糖、乳酸、酒精或咖啡因含量。这是第一款可同时监测人体中心血管信号和多种生化指标的可穿戴设备。

研究人员开发的贴片有一个晶体管和一个由石墨烯制成的电极。石墨烯独特的特性使其具有高灵敏度和极低的检测限。石墨烯在传感器中使用适配体进行功能化，适配体是能够与特定化合物结合的单链DNA或RNA的短片段。在可穿戴传感器中，适配体贴片带有负电荷。当它与皮质醇接触时，就会捕捉到激素，导致链子折叠到自己身上，使电荷更接近电极表面。

该传感器持续测量患者汗液中主要压力生物标志物——皮质醇的浓度。具体来说，皮质醇是一种类固醇激素，由肾上腺分泌胆固醇。它的分泌由垂体分泌的促肾上腺皮质激素（ACTH）控制。皮质醇在人体中发挥着重要的功能，如调节新陈代谢、血糖水平和血压；它还影响免疫系统和心血管功能。

突破的核心是贴片的高灵敏度和极低的检测限，这是因为由石墨烯制成的电极可以结合并捕获皮质醇，与晶体管一起测量佩戴者汗液中的皮质醇浓度。这是第一个开发的系统，可以在整个昼夜周期中连续跟踪皮质醇浓度，开启了一些非常有用的可能性。

该论文提出了一种通过引入导电聚合物聚(3,4-乙撑二氧噻吩)作为碳纳米管/石墨烯的有机界面粘合剂和导电连接剂，构建三维互通导电网络的方法，并将导电网络嵌入到由天然蟹壳与马铃薯衍生得到的柔性基底中，制备出高性能石墨烯基导电薄膜，有望用于可穿戴智能电子纺织服装中。

北京清华大学的一组科学家发明了一种能够不仅能够导电、同时更有韧性不容易断裂的蚕丝，而这项新发明的关键核心就是石墨烯。科研人员将蚕叶包裹在了碳纳米管或石墨烯外面，而导致了桑蚕将蠕动强度提升了两倍，产生了更有韧性的蚕丝。