浙大:3D打印石墨烯气凝胶微晶格，用于微型传感器和电子皮肤

来源: 材料分析与应用

3D打印石墨烯气凝胶因其柔韧性、低密度、导电性和压阻性而有望用于柔性传感领域。然而，低打印精度/保真度和随机多孔网络阻碍了传感性能和器件小型化。本文，浙江大学尹俊研究员、秦发祥研究员等在《Adv Funct Mater》期刊发表名为“Ultraprecise 3D Printed Graphene Aerogel Microlattices on Tape for Micro Sensors and E-Skin”的论文，研究通过调节氧官能团来配制可打印氧化石墨烯（GO）墨水，这使得可以打印具有70μm超高打印分辨率的自立式3D氧化石墨烯气凝胶微晶格（GOAL）。然后将减少的GOAL（RGOAL）粘贴到胶带上，作为一种简单而大规模的策略，以使其功能适应目标应用。

得益于70μm的打印分辨率，RGOAL胶带在用作微型传感器和机器人电子皮肤时表现出更好的性能和数据可读性。通过调整GO的分子结构，该研究实现了GO水凝胶流变性能的调节和轻质超精密RGOAL的3D打印，提高了石墨烯气凝胶电子器件的传感精度，实现了器件的小型化，将石墨烯气凝器件的应用扩展到了微机器人等更广阔的领域，这超出了以往报告的范围。

图1、溶液在98°C加热0-15分钟后获得的GO的结构特征

图2、GO水分散体的流变特性

图3、印刷多层氧化石墨烯和还原氧化石墨烯气凝胶晶格（分别为GOAL和RGOAL）

图4、RGOAL胶带电阻弯曲灵敏度的表征

图4、微型 RGOAL 磁带传感器

图5、RGOAL胶带作为机器人手电子皮肤的应用。

小结
综上所述，研究表明，所开发的超精密3D打印能够实现传感器器件的小型化和增强灵敏度，如此打印的石墨烯气凝胶在人机交互和机器人联动领域等一系列先进工业领域具有显著的应用价值。

文献：
https://doi.org/10.1002/adfm.202302545