Laser-Induced Graphene Based Flexible Electronic Devices.
自2014年报道以来,激光诱导石墨烯(LIG)因制备快速、无掩模、低成本且可定制而受到广泛关注,在可穿戴电子和生物传感器领域展现出应用潜力。LIG可在多种基底和碳源上制备,如有机薄膜、植物、纺织品和纸张等。本文系统综述LIG的最新制备方法与典型应用进展,涵盖机械传感器、温湿度传感器、电化学传感器、电生理传感器、加热器和执行器等柔性电...
自2014年报道以来,激光诱导石墨烯(LIG)因制备快速、无掩模、低成本且可定制而受到广泛关注,在可穿戴电子和生物传感器领域展现出应用潜力。LIG可在多种基底和碳源上制备,如有机薄膜、植物、纺织品和纸张等。本文系统综述LIG的最新制备方法与典型应用进展,涵盖机械传感器、温湿度传感器、电化学传感器、电生理传感器、加热器和执行器等柔性电...
微流控与电化学电池集成是新兴传感与能源系统前沿,但可规模化同时制造二者的工艺仍缺乏。本文提出单步、无掩模工艺,利用普通 CO2 激光在聚酰亚胺上制备、图案化并调控激光诱导石墨烯(LIG)的电导率、表面形貌和润湿性,无需后续化学修饰。据此构建 LIG 开放微流控电化学多路传感器,可将单份水样沿四条分支分配至三个离子选择性电极(ISE)...
新冠疫情由严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)引起,早期诊断与隔离对控制疫情至关重要。现有核酸检测方法对样品质量和实验室条件要求较高,难以满足灵活应用需求。本文报道一种激光诱导石墨烯场效应晶体管(LIG-FET)用于检测SARS-CoV-2。该器件通过不同还原度的激光诱导石墨烯制备,形成牡蛎礁状多孔石墨烯通道,以富集...
激光诱导石墨烯(LIG)是一种可扩展的石墨烯电极制造路线,可避免传统石墨烯电极制备的高成本。本文通过金属纳米颗粒和生物识别元件功能化 LIG,将其用于离子传感、农药监测和水电解。LIG 电极经含 K+ 和 H+ 离子载体的聚氯乙烯(PVC)基膜功能化后,转化为离子选择性电极,响应时间为 10–15 s,具有近能斯特灵敏度(K+ 传感...
本文报道了一种基于激光诱导石墨烯(LIG)的柔性电化学葡萄糖生物传感器。作者采用 450 nm 紫外激光在聚酰亚胺(PI)基底上直接刻蚀,制备激光诱导石墨烯电极(LIGE),形成三电极体系。随后将壳聚糖–葡萄糖氧化酶(GOx)复合膜固定于 LIGE 工作电极表面,用于葡萄糖检测。在安培模式下,该传感器对葡萄糖表现出良好响应,线性范围...
新烟碱类杀虫剂是增长最快的杀虫剂,占全球农药市场25%以上,可控制多种危害农田、庭院和草坪的害虫,但广泛使用导致传粉者、昆虫和鸟类等非靶标生物减少,且对人类慢性亚致死效应仍不清楚。因此需要掌握环境中新烟碱类的分布,而目前尚无商用现场可部署传感器用于测量地表水中新烟碱类浓度。本文报道首个利用激光诱导石墨烯(LIG)平台进行新烟碱类电化...
本研究开发了一种仅基于激光诱导石墨烯(LIG)平面电极系统的多分析物汗液传感方法。LIG 具有三维石墨烯结构,比其他碳电极更易制造,并可大规模制备成电极,因此适合低成本可穿戴即时检测传感器。文中证明 LIG 可在汗液多分析物系统中同时支持伏安法、电位法和阻抗法三种电化学传感策略。结合电极沉积 Ag/AgCl 参比电极的电位法钾离子选...
为满足快速、无损检测需求,受可穿戴传感器启发,本文开发了一种智能植物可穿戴生物传感器,用于作物表面有机磷农药的原位分析。作者采用激光诱导石墨烯(LIG)技术在聚酰亚胺薄膜上直接制备蛇形三电极,并通过聚二甲基硅氧烷(PDMS)转移获得可拉伸、柔性 LIG 基电极,使其能够贴合叶片和果实等不规则作物表面。该电极经有机磷水解酶(OPH)修...
高孔隙激光诱导石墨烯(LIG)可便捷制备成叉指电极(IDEs)等复杂电极构型。本文证明其在低频下优异的电容响应可用于亲和生物传感器,并以凝血酶适配体作为模型生物识别元件。研究重点考察电极表面积对电容检测的影响,并比较无标记格式与含羧基聚合物纳米颗粒或脂质体的纳米标记增强策略。采用电化学阻抗谱(EIS)评估LIG性能并优化传感器设计。...
食源性疾病给食品工业和消费者带来日益严重的威胁,每年报告病例数百万,因此迫切需要快速、灵敏且廉价的病原菌检测方法。现有病原菌检测主要依赖耗时的实验室方法和专业人员。电化学现场生物传感器可提供低成本替代方案,但常需昂贵纳米材料提高灵敏度。本文报道了一种高灵敏度、无标记激光诱导石墨烯(LIG)电极,并在其表面固定抗体,用于电化学定量检测...
图案化激光诱导石墨烯(LIG)薄片常因激光线间隙而互连不足,导致导电均匀性差且石墨烯结构脆弱,因此构建高导电、机械鲁棒的 LIG 生物传感平台仍具挑战。本研究报道了一种基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)修饰的三维稳定多孔 LIG 的柔性电化学生物传感器,用于检测葡萄糖和 pH。将 PEDOT:P...
本文提出一种将激光诱导石墨烯(LIG)嵌入薄型医用级聚氨酯(MPU)以制备可拉伸、贴肤导体的方法。利用 CO2 激光在聚酰亚胺(PI)表面光热碳化,可分别获得多孔 LIG(LIG-P)和纳米纤维 LIG(LIG-F),并通过压敏胶转移至约 50 μm 厚的 MPU 上。研究系统考察了激光能量密度和划线方向对 LIG 微纳形貌及 LI...
贵金属纳米颗粒-三维石墨烯杂化纳米复合材料兼具纳米颗粒与石墨烯的优势,因而受到广泛关注。本文开发了一种一步激光诱导法,用于制备多种贵金属纳米颗粒-三维石墨烯纳米复合材料。该复合材料由涂覆相应金属前驱体-壳聚糖水凝胶墨水的聚酰亚胺薄膜经激光诱导转化得到。所制备的金纳米颗粒(AuNPs)、银纳米颗粒(AgNPs)和铂纳米颗粒(PtNPs...
本文报道了一种通过直接激光书写制备的可见光响应光电化学(PEC)生物传感器。作者将含Ti4+的聚酰胺酸溶液旋涂于ITO玻璃表面,经成膜得到Ti4+掺杂聚酰亚胺(Ti4+-PI)前驱体,再利用CO2激光在室温常压下原位诱导生成激光诱导TiO2装饰石墨烯(LITG)光电极(LITG@ITO)。该光电极由三维多孔石墨烯负载金红石TiO2纳...
石墨烯因其优异的电学与结构性能,可应用于超级电容器到生物传感器等多种领域。本文采用低成本、简单、无掩模的激光诱导石墨烯(LIG)技术进行电极图案化,开发了一种超灵敏生物传感器。石墨烯在聚酰亚胺(PI)基底上原位生成,呈多孔多层结构,方阻为102.4±7.3 Ω/square。器件为三电极系统,辅助电极和工作电极由激光图案化石墨烯构成...
近年来,高拉伸性和柔性电极是可穿戴电子器件的关键,但现有电极电阻较高、制备复杂且成本高,拉伸等形变还会导致电性能下降。为此,作者开发了一种基于图案化三维多孔激光诱导石墨烯(LIG)-银纳米线(AgNW)复合物的低成本、简易制备工艺,用于制备高拉伸、高导电电极。所制电极在机械变形下仍保持高且均匀的导电性。在三维多孔LIG上电沉积铂金纳...