高灵敏度可穿戴气体传感器

北工业大学杨丽副研究员与宾州州立大学程寰宇(Huanyu Cheng)助理教授，利用激光直写技术，成功研制出具有自加热功能的激光诱导石墨烯柔性气体传感平台。该技术使用激光图案化的类似石墨烯的高度多孔纳米材料作为电极，以较具代表性的纳米材料（还原氧化石墨烯、二硫化钼或者两者的组合；氧化锌和氧化铜组成的金属氧化物复合材料）作为气体敏感材料，监测气体、生物分子和化学物质。该平台由多个传感器阵列组成，每个传感单元由LIG细线传感区域和Ag/LIG的蛇形连接区域组成。在连接区域创建银涂层的蛇形线条，通过向银涂层施加电流，气体感应区域由于电阻的逐渐增大而局部加热，从而实现自加热功能，替代了大多数可穿戴传感器的插指电极和额外的加热器，显著降低了加工的复杂度和设备能耗。此外，蛇形线条的设计可以使传感器像弹簧一样拉伸，以适应身体的不同弯曲变化，实现了可穿戴性。该平台在自加热升温条件下，可以实现对NO₂气体的高选择性、超低浓度的快速响应和恢复，检测限可以达到1.2ppb。该成果以题为“Novel gas sensing platform based on a stretchable laser-induced graphene pattern with self-heating capabilities” 最近发表在《Journal of Materials Chemistry A》期刊上，并作为back cover 进行highlight 发表。