你知道吗？石墨烯还能 “发声”！
日前 ， 石墨烯智能可穿戴器件研究领军人物、清华大学信息科学技术学院副院长任天令团队 ， 研发出一款会发声的石墨烯基纺织品 。

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图 | 石墨烯基纺织品（来源：ACS NANO）
穿戴上它之后 ， 当心率、呼吸速率或运动频率出现异常时 ， 即可触发衣物里的器件 ， 随后会发出警告声 ， 以对健康状况给出警报 。

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动图 |（来源：ACS NANO）
11 月 1 日 ， 相关论文以《用于传感与驱动的石墨烯基多功能纺织品》（Graphene-Based Multifunctional Textile for Sensing and Actuating）为题发表在 ACS NANO 上 。

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图 | 相关论文（来源：ACS NANO）
再次将眼光投向石墨烯 传统纺织器件功能比较单一 ， 传感器与执行器互相独立 ， 只能从电脑或手机等设备获得反馈 ， 比如使用运动手环时 ， 要额外下载 App 才能查看睡眠时长等数据 。 之前的纺织扬声器也仅用于娱乐音乐 ， 尚未用于医疗监控警报系统 。

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图 | 任天令（来源：资料图）
在任天令的设想中 ， 理想的柔性纺织器件 ， 应同时具备多功能集成和可兼容能力 ， 并能直接感知机械信号及生理电信号 。
多年来深耕该领域的任天令 ， 再次将眼光投向石墨烯 。 在力学、电子和声学等方面 ， 石墨烯均展现出优秀的性能 ， 因此是制备健康探测器和声学执行器的理想材料 。

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（来源：ACS NANO）
基于热转印技术和激光直写技术 ， 石墨烯纺织品可以监测人体运动和多种生理信号 ， 还可以作为健康反馈执行器发出警报声音 ， 还具有工业兼容、制造成本低、制备效率高等优点 。
详细制造工艺如下图所示：主要包含氧化石墨烯溶液的滴涂、激光直写、氧化物剥离、热转印等过程 。

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图 | 详细制造工艺（来源：ACS NANO）
研究中 ， 该团队先把氧化石墨烯混合物溶液滴涂在制备好的热转纸上 ， 并在室温下置于通风柜中干燥一天 。
随后 ， 通过激光直写 ， 将热转印纸上的氧化石墨烯还原为石墨烯 ， 这时那些未还原的氧化石墨烯很容易被物理剥离 。
在热转印过程中 ， 将含有石墨烯的热转印纸 ， 在 185℃ 下压在纺织品上 30 秒 。 把纸剥离后 ， 带有热转印薄膜的激光还原石墨烯附着在织物上 ， 便制备成了石墨烯基纺织品 。 激光直写不仅可以一步成形 ， 还可以根据需要自定制设计各种图案 。

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图 | 多种图案的石墨烯基纺织品（来源：ACS NANO）
石墨烯被转移到纺织品后 ， 即形成了一个由纺织品、石墨烯和热转印薄膜组成石墨烯基纺织品器件 ， 其厚度大约为500μm ， 外观呈三层夹心状 。

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动图 | 工作中的石墨烯基纺织品（来源：ACS NANO）
任天令团队发现 ， 基于石墨烯的热声效应 ， 该器件还可以作为声源使用 。 其原理是 ， 在石墨烯器件两端施加交流电压信号时 ， 石墨烯可生成周期性热量 ， 传递到空气之后 ， 可让空气产生周期性压缩和膨胀 ， 从而发出声音 。