清華大學(xué)微納電子系任天令團(tuán)隊(duì)研發(fā)出多層石墨烯表皮電子皮膚，該器件具有極高的靈敏度，可以直接貼覆在皮膚上用于探測呼吸、心率、發(fā)聲等，未來在運(yùn)動監(jiān)測、睡眠監(jiān)測、生物醫(yī)療等方面具有重大應(yīng)用前景。這一成果日前發(fā)表在納米領(lǐng)域著名期刊《美國化學(xué)學(xué)會·納米》上。

清華大學(xué)マイクロナノ電子學(xué)部の任天令氏が率いるチームがこのほど多層グラフェン表皮電子皮膚を開発した。これは極めて高い感度を備え、人體の肌に直接貼ることでその呼吸、心拍、聲などを探知することができる。將來的にはスポーツや睡眠のモニタリングのほか、生物醫(yī)學(xué)といった分野で広く使われる可能性を有している。この成果はこのほど、ナノテクの有名學(xué)術(shù)誌「ACS Nano」に掲載された。

據(jù)介紹，電子皮膚是一種重要的生物醫(yī)學(xué)傳感器，要求器件擁有好的柔韌性和可伸縮性、高靈敏度、好的貼合度和舒適度。石墨烯由于其出色的導(dǎo)電性和柔韌性，是電子皮膚的理想材料，但是如何將石墨烯更加舒適、美觀、穩(wěn)定、可靠地貼合在皮膚表面，從而采集各種生理信號仍然是一個亟待解決的問題。

情報(bào)によると、電子皮膚は重要な生物醫(yī)學(xué)センサーの一種であり、その材料に高い柔軟性と感度、接著性と快適性を備えさせる必要がある。グラフェンは高い導(dǎo)電性と柔軟性を擁しているため、電子皮膚を作る理想的な材料といえる。しかしグラフェンをより心地よく、見た目にも優(yōu)れ、安定してしっかりと肌の表面に貼り付け、各種生理信號を集めるかという點(diǎn)については、解決が必要とされていた問題だった。

通過對激光直寫石墨烯微觀結(jié)構(gòu)的分析研究，任天令團(tuán)隊(duì)建立了以石墨烯帶狀結(jié)構(gòu)為基元的裂痕理論模型，較好地模擬了由應(yīng)力引起的阻值變化過程。多層石墨烯表皮電子皮膚可以通過電阻變化實(shí)現(xiàn)對皮膚表面的微小形變等的監(jiān)測，通過貼覆在口罩、手腕、喉嚨等多個位置分別實(shí)現(xiàn)對呼吸、心跳、語音等生理體征信號的測量，測試者佩戴時并不會影響正?；顒印?/p>

任氏のチームはレーザー照射によるグラフェンのマクロ構(gòu)造の分析?研究を行い、グラフェン帯狀構(gòu)造を基礎(chǔ)とする裂け目理論模型を作り、応力により生じる抵抗の変化の過程を再現(xiàn)した。多層グラフェン表皮電子皮膚は電気抵抗の変化により、皮膚表面の微小形狀変化などを観測する。マスクや腕、喉などに貼り付けることで、呼吸や心拍、聲などの生理信號を測定する。またこの裝著が利用者の正常な活動を妨げることにはならないという。