在生物相容的PDMS/PEG复合材料上激光诱导的石墨烯用于四肢运动传感
Anđela Gavran1, Marija V Pergal1, Teodora Vićentić1
1Center for Microelectronic Technologies, Institute of Chemistry, Technology and Metallurgy-National Institute of the Republic of Serbia, University of Belgrade, 11000 Belgrade, Serbia.
Sensors (Basel, Switzerland)
|September 13, 2025
概括
研究人员开发了一种新的方法,用于在柔性,生物相容的PDMS/PEG复合材料上制造可穿戴传感器的激光诱导石墨烯 (LIG). 这一进步克服了前体材料的挑战,实现了更高的灵活性和实时运动监控.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 激光诱导石墨烯 (LIG) 由于其独特的特性,对可穿戴电子产品至关重要.
- 一个关键的挑战是缺乏可拉伸,生物相容的聚合物用于LIG制造.
- 现有的方法在先进的可穿戴传感器的前体材料限制方面扎.
研究的目的:
- 开发一种用于制造生物相容的PDMS/PEG复合材料上的LIG的新方法.
- 优化激光参数,在柔性基板上进行高质量的石墨烯合成.
- 使用新的基于LIG的材料创建和测试可穿戴传感器.
主要方法:
- 在交叉链接的PDMS/PEG复合材料上直接制造LIG,其PEG含量可变 (10-40重量%).
- 系统优化激光参数,以实现高效的图形化.
- 使用拉伸试验,XPS,SEM和拉曼光谱进行表征.
- 通过激光诱导在聚胺上制造设备,然后转移到PDMS/PEG以解决接触粘附问题.
主要成果:
- 在PDMS/PEG基板上成功合成高质量的少层石墨烯.
- PDMS/40重量%的PEG复合材料表现出增强的灵活性 (破裂时237%的延长,0.25 MPa的模量).
- 实时显示四肢运动监测,具有稳定,可重复的压力阻抗反应.
- 通过聚胺转移方法克服了电接触粘附挑战.
结论:
- 在可穿戴传感器的生物相容PDMS/PEG复合材料上首次制造LIG.
- 开发的方法为创建灵活,高性能传感器提供了一个有前途的途径.
- 这项研究为医疗和体育技术的先进应用铺平了道路.
