研究人员开发出可清洗 可穿戴的“电池” 基于廉价 安全和环保的油墨 并直接织成织物
直接结合到织物中的可穿戴电子元件由剑桥大学的研究人员开发。这些设备可用于柔性电路，医疗保健监控，能量转换和其他应用。
剑桥研究人员与中国江南大学的同事合作，展示了石墨烯 - 一种二维形式的碳 - 和其他相关材料如何直接结合到织物中，以生产电容器，铺路等电荷储存元件以纺织为基础的电源，可以清洗，灵活，穿着舒适。
该研究发表在Nanoscale杂志上，该研究表明，石墨烯油墨可用于能够储存电荷的纺织品，并在需要时释放。新型纺织电子设备基于聚酯织物的低成本，可持续和可扩展的染色。油墨通过标准溶液处理技术生产。
在同一团队以前的工作基础上，研究人员设计的墨水可以通过简单的染色工艺直接涂在聚酯织物上。该方法的多功能性允许将各种类型的电子元件结合到织物中。
大多数其他可穿戴电子产品依赖于安装在塑料或纺织品上的刚性电子元件。这些在许多情况下与皮肤的相容性有限，在洗涤时会损坏并且因为它们不透气而不舒服。
“将电子元件直接加入纺织品的其他技术生产成本高，通常需要有毒溶剂，这使得它们不适合穿着，”剑桥石墨烯中心的Felice Torrisi博士和该论文的通讯作者说。“我们的墨水价格便宜，安全且环保，可以通过简单地在织物上覆盖由二维材料制成的不同织物来组合形成电子电路。”
研究人员将单个石墨烯片悬浮在低沸点溶剂中，这种溶剂在沉积在织物上后很容易去除，从而形成由多个石墨烯片组成的薄而均匀的导电网络。随后几个石墨烯和六方氮化硼(h-BN)织物的覆盖形成了有源区，这使得能够存储电荷。织物上的这种“电池”是可弯曲的，并且可以承受普通洗衣机中的洗涤循环。
“使用简单的颜料，纺织品染色已经存在了几个世纪，但我们的结果首次表明，基于石墨烯和相关材料的油墨可用于生产可储存和释放能量的纺织品，”共同作者王朝霞教授说。中国江南大学。“我们的流程具有可扩展性，可穿戴电子设备的技术发展在复杂性和性能方面都没有根本障碍。”
剑桥研究人员所做的工作为二维材料开辟了许多商业机会，从个人健康和福祉技术到可穿戴能源和数据存储，军用服装，可穿戴计算和时尚。
“将纺织品转变为功能性储能元件可以开辟一套全新的应用，从体能收集和储存到物联网，”Torrisi说道。“未来我们的服装可以采用这些基于纺织品的电荷储存元件和电力可穿戴纺织设备。“
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