基于激光诱导石墨烯的可穿戴柔性多功能传感器用于排球运动监测

最近,将多种聚合物衬底转换为激光诱导石墨烯(LIG)已成为制造图案化石墨烯基可穿戴电子器件的单一步骤方法,在传感、驱动和能量存储方面具有广泛的应用。与传统石墨烯设计相比,激光诱导热解技术具有许多优点:环保、可设计图案、卷对卷生产和可控形态。本文,青岛大学纺织服装学院曲丽君教授、田明伟教授等研究人员在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Wearable and Flexible Multifunctional Sensor Based on Laser-Induced Graphene for the Sports Monitoring System”的论文,研究通过从商用聚酰亚胺(PI)膜上层压LIG,设计了可穿戴的柔性石墨烯基应变和压力传感器。

将制备的LIG转移到薄的聚二甲基硅氧烷(PDMS)片材上,该片材在弹性棉运动织物内交织,织物胶用作可穿戴传感器。单个LIG/PDMS层用作应变传感器,并且设计了两层LIG/PDS(x和y激光定向膜)的垂直堆叠用于压力传感。这一新设计的石墨烯织物(IGT)传感器在排球运动服中执行四项功能,包括排球接收检测、阻挡对手球员传球时手指触碰犯规检测、扣球力测量和球员位置监测。廉价的传感器可以帮助运动员训练,并帮助教练制定比赛策略。

图1.通过激光诱导热解技术和设计应变以及排球运动服装的压力传感器的LIG图案的制备过程示意图。

综上所述,设计了一种柔性可穿戴的诱导石墨烯应变和压力传感器,并具有四个功能(位置测量、击球、接收统计和阻塞)并应用于排球运动。IGT传感器的出色线性度使其适用于其他运动应用。这项研究为现代体育中可穿戴电子设备的使用提供了革命性的IGT传感器和实用技术。

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