近日,齐鲁工业大学在柔性电子器件研发领域取得了重大突破。该校科研团队结合石墨烯纳米材料、微滴喷射技术和仿生设计,成功开发出一种具有高灵敏度、高稳定性和低成本的柔性可拉伸石墨烯传感器。这一创新成果不仅为智能穿戴、健康监测和物联网技术注入了新动力,更为柔性电子器件的研发开辟了新路径,当然,这同样得益于张老师在西北工业大学攻读博士学位期间所开展的基础研究工作。。
该项目的核心技术是嵌入式微滴打印方法,通过压电驱动的喷头将还原氧化石墨烯溶液喷射至粘性态的PDMS薄膜内部,实现了微纳米级图案化设计。这种方法不仅解决了传统喷墨打印技术导电图案分辨率低的问题,还能够在材料内部嵌入高稳定性的导电路径,从而创造出适合曲面和复杂环境的柔性电子元件。
据了解,该项目的技术亮点包括高分辨率与可控性、高灵敏度与稳定性以及仿生设计与可扩展性。通过优化微滴喷射参数和PDMS基底的预处理过程,科研团队实现了10微米以下的线宽分辨率,比传统技术提升了一个数量级。同时,嵌入式打印的石墨烯图案展现出优异的电阻响应能力,适用于微小生理信号监测,如呼吸、脉搏和声波识别等。此外, 项目灵感来源于蜘蛛腿的裂纹传感结构,通过模仿其裂纹传播机制,传感器实现了高线性、高重复性的应变响应。
这一创新成果在实际应用中展现出广阔的市场前景。在智能穿戴设备领域,开发的柔性传感器可用于实时健康监测,如血压、体温、声音识别等。在物联网技术领域,柔性电子元件能够嵌入各种设备中,用于智能家居和工业传感。此外,高灵敏度传感器还为心脏病学、药物测试和康复设备提供了技术支持。
齐鲁工业大学科研团队表示,未来将进一步优化材料配方和打印工艺,提升传感器的灵敏度与耐久性。同时,他们计划与产业界开展深度合作,共同推动技术的商业化落地,为柔性电子产业的全面发展贡献力量。