摘要：石墨烯纤维是一种由石墨烯片层紧密有序排列而成的一维宏观组装材料。通过合理的结构设计和可控制备,石墨烯纤维能够将石墨烯在微观尺度的优异性能有效传递至宏观尺度,展现出优异的力学、电学、热学等性能,从而应用于功能织物、传感、能源等领域。目前,石墨烯纤维主要通过湿法纺丝、限域水热组装等方法制备得到,其性能可以通过对材料体系和制备工艺的优化而进一步提升。本文首先介绍了石墨烯纤维的制备方法,然后详细阐述了石墨烯纤维的性能,讨论了其性能提升策略,并总结了石墨烯纤维的应用,最后对石墨烯纤维的未来发展、挑战和前景进行了展望。

摘要：可穿戴设备的兴起使得对柔性器件的需求日益提高,柔性导电材料作为可穿戴器件的重要组成部分而成为研究的热点。传统的电极材料主要是金属,因金属材料本身不具有柔性,一般通过降低金属层厚度以及设计波纹结构等策略实现其在柔性器件中的应用,其加工程序复杂,成本较高。以碳纳米管和石墨烯为代表的纳米碳材料兼具良好的柔性和优异的导电性,且具有化学稳定、热稳定、光学透明性等优点,在柔性导电材料领域展现了极大的应用潜力。本文简要综述了近年来纳米碳材料在柔性导电材料领域的研究进展,首先介绍了碳纳米管基柔性导电材料,分别包括基于碳纳米管水平阵列、碳纳米管垂直阵列、碳纳米管薄膜、碳纳米管纤维的柔性导电材料;继而介绍了石墨烯基柔性导电材料,包括基于剥离法制备的石墨烯和化学气相沉积法制备的石墨烯以及石墨烯纤维基柔性导电材料;并简述了碳纳米管/石墨烯复合柔性导电材料;最后论述了纳米碳材料基柔性导电材料所面临的挑战并展望了其未来发展方向。

摘要：近年来,柔性传感器因其在可穿戴电子设备和智能系统中的广阔应用前景而备受关注.柔性可穿戴传感器具有高灵敏度、良好的机械柔性、优异的稳定性、人体友好性等特点,在人体运动与生理信号监测、环境因素检测等方面具有极大的应用潜力.一般而言,柔性传感器的性能主要取决于敏感材料的选择与器件的结构设计.得益于其优异的性能和灵活多样的组装结构与形貌,碳材料是目前应用最广泛的敏感材料之一.根据需求,纳米碳材料可组装为各类宏观结构,比如一维的纤维,二维的薄膜和三维的块体结构,从而可用于制备各种柔性传感器以适应不同的需求.此外,通过规模化、低成本的高温碳化工艺可以将天然生物质材料转化为柔性、导电碳材料,并用于高性能柔性传感器制备.本文针对碳材料在柔性器件中的应用,综述了各类碳材料的制备方法与结构特点,并重点介绍了其柔性可穿戴传感器的制备与性能.第一部分简要介绍了柔性传感器与碳材料;第二部分概述了四类典型柔性传感器的工作原理与性能特点;第三部分详细综述了一维、二维和三维碳材料的制备方法与其在柔性传感器的组装、性能与应用方面的最新研究进展;最后,总结了碳基柔性传感器领域的发展现状,讨论了该领域所面临的挑战及其未来前景.