在最近发表的《开放式杂志》上发表的文章中纳米材料亚博网站下载，作者回顾了各种石墨烯和聚二甲基硅氧烷（PDMS）基于复合材料的紧凑型可穿戴设备的制造和应用，以通过感测电化学和应变信号来检测人体的生理状态。
学习：将不同石墨烯纳米结构与PDM的集成以形成可穿戴传感器。图片来源：魔术图片/shutterstock.com
石墨烯和聚合物复合材料
近年来，由于其最低的厚度，透明度，高热电导率，高机械强度，高纵横比，轻质比例，轻质和对多样化功能化的良好控制，石墨烯已成为纳米技术电子设备研究最多的材料。
此外，它已经有效地替换了较早的基于硅基板或基质的半导体，并在其上沉积的导电金属纳米颗粒以形成连续的导电路径。yabo214但是，原始石墨烯的零带隙可调性使其与半导体不同。已经证明了几种方法可以打开多层石墨烯及其复合材料的带隙。
灵活性是可穿戴电子设备的另一个期望特征，可以通过掺入聚合物来赋予。聚合物，例如PDMS，聚乙二醇三乙酸酯（PET），聚乙烯萘（PEN）和聚酰亚胺（PI），在需要高灵活性和机械性能的产品中广泛使用。
此外，还有一些导电聚合物，例如聚苯胺（PANI），聚乙炔（PA），多吡咯（PPY）和聚（3,4-乙二烯二苯乙烯）聚苯二烯磺酸盐（PEDOT：PSS），这些磺酸盐（PEDOT：PSS）需要零或很少的金属纳米元素yabo214形成导电路径。
在上述聚合物中，PDMS是一种合适的材料，可以与石墨烯相似，形成与石墨烯的复合材料。两者都是化学惰性的，光学透明的，疏水的，并且主要是生物相容性的。此外，已知PDMS与纳米填料形成强大的界面键合。这些复合材料可以为当前可用的健康带，葡萄糖传感带和智能手表增加新的维度，以监测人体的生理状态，以响应性和准确性。
基于石墨烯-PDMS的传感器类型
基于石墨烯纳米流：
纳米伏特形式的石墨烯保持其出色的离子携带能力。此外，粉末状石墨烯可以随着其基材的高灵活性而无需打破其导电网络。激光诱导的多功能石墨烯粉可沉积在柔性PDMS/PI底物上，以制造血糖传感电化学传感器。
类似地，使用石墨烯纳米脂的超弹性波纹PDMS底物用于柔性应变传感器。在染色下的波纹PDMS基材的拉伸和挤压会影响石墨烯粉末网络的电导率。挤压会增加电阻，同时拉伸会降低电阻。
减少基于氧化石墨烯（RGO）：
RGO比原始石墨烯便宜，但相似性质的差异非常小。使用RGO的优点是其高表面积，这对于基于吸收的传感应用至关重要。表面积越高，靶向化学或气体的吸收量越高。这会导致测量值的更高精度，线性和环状稳定性。
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此外，它可以引入更多的二级传感材料，从而增强其多功能能力。亚博网站下载RGO涂层二氧化硅（SIO2）纳米球，沉积在碳纳米管（CNT）和PDMS复合底物上的葡萄糖和Nafion溶液用于检测汗液中的葡萄糖。化学气体传感器由RGO和氧化锌（ZnO）纳米棒制成。
基于石墨烯纳米板（GNP）：
GNP的尺寸小于微米，平均密度在0.2至0.4 g/cm之间3。与石墨烯纳米脂相比，GNP的尺寸较大，可产生高鲁棒性和可重复性。使用PDMS掩模的GNP/聚苯乙酮（PCL）混合物用于化学检测乙醇蒸气。GNP，铂纳米颗粒（PT NP）和硅橡胶yabo214复合材料用作聚合物电解质膜燃料电池催化剂。
基于石墨烯量子点（GQD）：
GQD是石墨烯纳米颗粒，大小小于100 nm。yabo214基于GQDS/PDMS的传感器用于量化CA-125抗原，这是卵巢癌生物标志物。这些传感器由带有3-氨基丙基 - 三甲氧基硅烷（APTMS）功能化GQDS层的氨基修饰的玻璃芯片组成，该GQDS层使用化学发光共振能传递工艺来捕获Ca-125抗原的抗体。
现有的挑战
促进石墨烯均匀分散的溶剂通常会破坏石墨烯的机械完整性。此外，石墨烯在水溶液中的均匀分散仍然是无法实现的。PDM的疏水性质反对传感器上其他层的沉积。因此，它们不能用保护性或官能化的层覆盖。石墨烯纳米颗粒可能会在PDMyabo214S矩阵内聚集，这需要在沉积过程中平衡其Zeta电位的其他材料和方法。
结论
总而言之，本文的作者审查了PDM和石墨烯组材料的复合材料作为可穿戴设备，以通过传感电化学和应变信号来检测人体的生理状态。亚博网站下载在这些传感器中，PDM提供了柔性且耐用的基材或基质和基于石墨烯的材料作为电极。亚博网站下载
它们可用于健康带，智能手表，应变传感器以及葡萄糖，气体和酶传感设备。此外，它们具有生物相容性和可生物降解。因此，他们可以为现有生物传感器增加新的准确性和响应能力。
资源
He，S.，Zhang，Y.，Gao，J.，Nag，A.，Rahaman，A。，不同的石墨烯纳米结构与PDM的集成以形成可穿戴传感器。纳米材料亚博网站下载2022，，，，12，950。https://www.mdpi.com/2079-4991/12/6/950。
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