用于可穿戴电子设备的普通织物上的共形石墨烯涂层

《Nature Communications》：Conformal graphene coatings on ordinary fabrics for wearable electronic devices

　　

摘要

将导电大分子涂覆在普通织物上，为下一代可穿戴电子产品的批量生产带来了希望，但在高缠结度的织物中存在一个交互作用难题：为了实现均匀渗透，需要较弱的交互作用；而为了获得稳定的涂层，则需要较强的交互作用。在此，我们提出了一种时间解耦策略，通过设计不同阶段的交互作用强度，实现了氧化石墨烯的均匀渗透以及牢固的附着。以三亲性表面活性剂Triton X-100作为代表性体系，该策略能够制造出具有导电性（283.1 S m^?1）和良好可穿戴性能（亲水性、透气性、可洗涤性、抗菌性和生物相容性）的织物，且生产规模可扩展至200米长的卷材。这种导电性与生产规模的结合使产品的性能优于现有竞争对手100倍以上，成本降低了10倍以上（0.4美元/m²）。该策略适用于各种普通织物，并可实现多种功能应用，包括电磁干扰屏蔽和焦耳加热。我们的工作提供了一种可扩展、通用且低成本的基于织物的可穿戴电子产品制造方法，具有立即投入工业应用的潜力。