7、石墨烯电子纹身传感器：用于个人健康监测的创新技术

石墨烯电子纹身传感器：用于个人健康监测的创新技术

1. 传感器特性与粘附机制

石墨烯电子纹身（GET）传感器具有柔软、厚度低的特点，这使得它能够很好地贴合皮肤。其利用范德华力实现与皮肤的粘附，范德华力是一种弱的短程分子间相互作用。当石墨烯中的碳原子与皮肤足够接近时，范德华力就会使传感器粘附在皮肤上。不过，在有油和水的情况下，毛细力也可能在GET与皮肤的粘附过程中发挥作用。

如果基于石墨烯的传感器制作在较厚的基底上，就需要使用粘合剂或胶带才能将其固定在皮肤上。例如，由聚酰亚胺（PI）制成的厚度为13μm的类GET传感器，就需要使用可拉伸的透明医用粘合剂（Tegaderm）来附着在皮肤上，而GET可以直接贴合在皮肤上。

2. 传感器与皮肤的界面阻抗

非贴合的Gr/PI石墨烯基传感器与皮肤之间的非贴合接触会影响传感器 - 皮肤界面阻抗。贴合的GET传感器的传感器 - 皮肤界面阻抗比非贴合的Gr/PI传感器低一个数量级。与商用Ag/AgCl湿凝胶电极 - 皮肤界面阻抗在42 Hz至2 kHz的频率范围内进行比较，GET传感器显示出非常相似的阻抗。GET干传感器的表面积仅为医用Ag/AgCl湿凝胶电极的1/10，但却能显示出相似的皮肤界面阻抗，这是非常令人印象深刻的。

以下是不同传感器的相关特性对比表格：
| 传感器类型 | 基底材料 | 厚度 | 粘附方式 | 传感器 - 皮肤界面阻抗 |
| — | — | — | — | — |
| GET | - | 低 | 范德华力（可能有毛细力） | 低 |
| Gr/PI | 聚酰亚胺（PI） | 13μm | 医用粘合剂（Tegaderm） | 高 |