浙大:3D打印石墨烯氣凝膠微晶格，用于微型傳感器和電子皮膚

來源: 材料分析與應(yīng)用

3D打印石墨烯氣凝膠因其柔韌性、低密度、導(dǎo)電性和壓阻性而有望用于柔性傳感領(lǐng)域。然而，低打印精度/保真度和隨機(jī)多孔網(wǎng)絡(luò)阻礙了傳感性能和器件小型化。本文，浙江大學(xué)尹俊研究員、秦發(fā)祥研究員等在《Adv Funct Mater》期刊發(fā)表名為“Ultraprecise 3D Printed Graphene Aerogel Microlattices on Tape for Micro Sensors and E-Skin”的論文，研究通過調(diào)節(jié)氧官能團(tuán)來配制可打印氧化石墨烯（GO）墨水，這使得可以打印具有70μm超高打印分辨率的自立式3D氧化石墨烯氣凝膠微晶格（GOAL）。然后將減少的GOAL（RGOAL）粘貼到膠帶上，作為一種簡單而大規(guī)模的策略，以使其功能適應(yīng)目標(biāo)應(yīng)用。

得益于70μm的打印分辨率，RGOAL膠帶在用作微型傳感器和機(jī)器人電子皮膚時表現(xiàn)出更好的性能和數(shù)據(jù)可讀性。通過調(diào)整GO的分子結(jié)構(gòu)，該研究實現(xiàn)了GO水凝膠流變性能的調(diào)節(jié)和輕質(zhì)超精密RGOAL的3D打印，提高了石墨烯氣凝膠電子器件的傳感精度，實現(xiàn)了器件的小型化，將石墨烯氣凝器件的應(yīng)用擴(kuò)展到了微機(jī)器人等更廣闊的領(lǐng)域，這超出了以往報告的范圍。

圖1、溶液在98°C加熱0-15分鐘后獲得的GO的結(jié)構(gòu)特征

圖2、GO水分散體的流變特性

圖3、印刷多層氧化石墨烯和還原氧化石墨烯氣凝膠晶格（分別為GOAL和RGOAL）

圖4、RGOAL膠帶電阻彎曲靈敏度的表征

圖4、微型 RGOAL 磁帶傳感器

圖5、RGOAL膠帶作為機(jī)器人手電子皮膚的應(yīng)用。

小結(jié)
綜上所述，研究表明，所開發(fā)的超精密3D打印能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器器件的小型化和增強(qiáng)靈敏度，如此打印的石墨烯氣凝膠在人機(jī)交互和機(jī)器人聯(lián)動領(lǐng)域等一系列先進(jìn)工業(yè)領(lǐng)域具有顯著的應(yīng)用價值。

文獻(xiàn)：
https://doi.org/10.1002/adfm.202302545