近年來，全球健康問題日益嚴(yán)重，心血管疾病的死亡率在全球所有疾病中排名第一，此外每天有3000人死于睡眠呼吸暫停綜合征。造成上述疾病高死亡率的原因之一，是在突發(fā)病情后缺乏了有效的早期預(yù)警措施，導(dǎo)致病人錯過了最佳治療時機(jī)。因此，具有報警功能的可穿戴設(shè)備成為海內(nèi)外學(xué)者研究的熱點。
這些設(shè)備的健康監(jiān)測和報警功能需要通過藍(lán)牙、射頻（RF）等無線傳輸模塊連接到手機(jī)應(yīng)用，脫離開手機(jī)會導(dǎo)致報警不及時。同時，這些可穿戴設(shè)備的系統(tǒng)大多由不同的檢測和報警部件組成，包括傳感器、振動馬達(dá)和蜂鳴器等。系統(tǒng)的可靠性是傳感器可靠性和報警部件可靠性的乘積，傳感器或報警元件中的任何故障都會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的失效，致使系統(tǒng)可靠性降低。此外，很大部分商用監(jiān)測器件主要基于光學(xué)技術(shù)，這導(dǎo)致設(shè)備缺乏了足夠的柔韌性和舒適性。
納米材料（石墨烯、碳納米管、納米線等）的出現(xiàn)大大推動了可穿戴健康設(shè)備的發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于呼吸、脈搏、心率等多種健康信號的監(jiān)測識別。但大多數(shù)可穿戴設(shè)備主要根據(jù)電阻或電容等電學(xué)信號變化來實現(xiàn)機(jī)械應(yīng)力的檢測，而缺乏了自主發(fā)聲報警功能，因此開發(fā)一種集成檢測和報警于一體的電子皮膚器件，是一項具有啟發(fā)性和挑戰(zhàn)性的研究工作。
近日，重慶大學(xué)光電工程學(xué)院陳顯平教授和電氣工程學(xué)院陶璐琪研究員課題組通過激光直寫法制備多孔石墨烯材料，同時研究多孔石墨烯的熱致發(fā)聲效應(yīng)和壓阻特性，并探索了不同石墨烯圖案（正方形、鋸齒形和窗戶形）電子皮膚器件的機(jī)械性能和聲學(xué)性能。該器件一方面最高靈敏度（GF）高達(dá)316.3，對微弱生理信號檢測具有極高靈敏，另一方面能夠在200 Hz到20 kHz的人類聽覺頻率范圍下發(fā)聲報警。得益于其良好的力敏探測和發(fā)聲報警能力，石墨烯電子皮膚器件可以廣泛應(yīng)用于心血管疾病、睡眠呼吸暫停等疾病的健康監(jiān)測和預(yù)警。此外，該方法將檢測和報警功能集成在一個器件中，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，為傳感器的多功能集成開辟了一條新的途徑。相關(guān)論文在線發(fā)表在Advanced Functional Materials (DOI: 10.1002/adfm.201904706)上。
