近日，光电学院2021级硕士生唐磊作为第一作者在美国化学学会旗下的国际权威期刊《ACS应用纳米材料》（ACS Applied Nano Materials）发表最新研究论文，该研究报道了一种基于聚醚醚酮粉末和聚二甲基硅氧烷的弹性绝缘复合材料，可利用激光在其表面一步制备可拉伸激光诱导石墨烯电极，具有非常重要的学术意义和应用价值，并被选为当期封面之一。该项工作是由唐磊同学在研二期间完成，其所在的超精密光学制造创新团队由庄松林院士、张大伟教授领衔，光电学院研究生周靖俞和张大伟教授分列第二~三作者，盛斌副教授为通讯作者。
ACS Applied Nano Materials期刊封面
柔性可穿戴传感器在人工智能、健康监测和运动跟踪等领域具有巨大的应用需求，其中柔性导电层是可穿戴设备的核心。石墨烯作为一种性能卓越的传感材料，在柔性电子领域引起了极大的关注，然而传统的石墨烯制备技术，如化学气相沉积等，需要复杂的制备过程和图案化策略，限制了石墨烯的广泛应用。本研究创新性地提出将聚醚醚酮粉末与聚二甲基硅氧烷混合并浇注入不同的模具中固化成型，得到不同形状的弹性绝缘复合薄膜，之后分别在不同形状的复合薄膜表面激光雕刻出不同的激光诱导石墨烯导电图案，用于柔性应变和柔性湿度传感器中。文章中对激光诱导石墨烯的形貌、元素组成、导电机制和激光功率进行了系统的研究。结果表明该柔性应变传感器能够对不同程度的拉伸应变产生持续稳定的电阻响应，与诸多同类的工作相比，其表现出较大的拉伸范围和较高的灵敏度；此外，展示了柔性湿度传感器在不同工作频率下的湿度响应和弯曲不敏感性。
柔性应变传感器和柔性湿度传感器的工艺流程
应变与湿度传感性能的研究
柔性应变传感器用于人体脉搏和关节运动的监测
柔性湿度传感器用于呼吸监测与非接触式传感
当该柔性应变传感器被固定在身体不同部位时，它能够实时监测手指、手腕、手肘的动作以及手腕桡动脉的脉搏；此外，该柔性湿度传感器可用于人体呼吸监测与非接触式传感。总之，通过激光诱导石墨烯在柔性复合薄膜上制备柔性电极的方法可实现大规模个性化定制，在柔性电子与可穿戴设备中具有非常广阔的应用前景。
封面链接：https://pubs.acs.org/toc/aanmf6/6/19
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.3c03026