利用模板掩蔽技术使激光诱导石墨烯传感器价格更便宜

夏威夷大学马诺阿分校的研究人员公布了一项新技术，可以使可穿戴健康传感器的制造变得更加容易和便宜。

可穿戴传感器对于持续监测生命体征和其他健康指标至关重要，可提供实时健康洞察，从而实现主动和个性化的医疗护理。然而，生产这些设备通常需要专门的设施和技术专长，这限制了它们的普及和广泛采用。

该团队由机械工程系(工程学院)和细胞与分子生物学系(约翰·A·伯恩斯医学院)助理教授泰勒·雷 (Tyler Ray) 领导，介绍了一种低成本、基于模板的方法，用于生产由激光诱导石墨烯(LIG) 制成的传感器，LIG 是可穿戴传感平台使用的关键材料。

“这项进步使我们能够以更低的成本制造出更高精度的高性能可穿戴传感器，”雷说。“通过在激光图案化过程中使用简单的金属模板，我们克服了传统制造工艺的一个关键限制，为传感器设计和功能开辟了新的可能性。”

通过使用市售的金属模板，夏威夷大学马诺阿分校的团队能够将最小特征尺寸从约 120 微米减小到仅 45 微米。这样便可以创建更复杂的传感器设计，例如细线微阵列电极，而这在以前很难通过标准激光加工实现。

“我们通过制造温度传感器和多电极电化学传感器证明了我们方法的实用性，”雷解释说。“这些设备表现出增强的性能，我们将其归功于石墨烯图案分辨率和质量的提高。”

该研究发表在《生物传感器和生物电子学》杂志上，是该期刊精彩系列“美洲青年科学家”的一部分。

该研究的主要作者是 Kaylee M. Clark，合著者包括机械工程系的 Deylen T. Nekoba 和 Kian La'i Viernes，以及电气与计算机工程系的 Jie Zhou。

这项创新以 Ray 之前在“sweatinaner”上的研究为基础，“sweatinaner”是一种 3D 打印的可穿戴汗液传感器，可以收集和分析汗液，以了解脱水、疲劳和糖尿病等严重疾病等各种健康状况。

s-LIG 方法无需依赖传统的、资源密集型的制造途径，即可实现高性能传感器的可扩展制造，进一步增强了可访问健康监测技术的潜力。