采用kirigami架构开发的可穿戴传感器

为了实现这些结果，研究团队通过与机械科学与工程教授Narayana Aluru合作，以及在纳米制造节点上开发在线软件，进行了大量的模拟，这是同类产品中的第一个。在线软件平台允许研究人员在创建实际设备或平台之前进行模拟。

一旦团队提出了一个在模拟中运行良好的设计，就该进行测试了。石墨烯作为一种材料似乎很有前途，因为与金属和其他传统材料相比，它可以承受严重的变形和断裂。由于石墨烯是一种原子薄的材料，研究团队能够将石墨烯层封装在两个聚酰亚胺层之间(与用于保护可折叠智能手机的材料相同)。一旦“三明治”被创造出来，他们接下来设计了kirigami切割来增强材料的可拉伸性。

Nam说:“因为石墨烯对外部变化很敏感，同时也是一种灵活的半金属导体，人们对用它来制造传感器非常感兴趣。”“这种灵敏度非常适合检测你周围的东西，比如葡萄糖或汗液中的离子水平。”

研究小组发现，采用kirigami结构不仅使石墨烯具有可拉伸性，而且对应变不敏感，并且没有运动伪影，这意味着即使它变形了，电态也没有变化。具体来说，他们发现石墨烯电极表现出应变不敏感性，高达240%的单轴应变，或720度的扭转。

“kirigami的有趣之处在于，当你拉伸它时，你会产生一个平面外的倾斜，”南说。“这就是该结构如何承受如此大的变形。”

在他们的设计中，研究人员将主动传感元件放在由kirigami石墨烯制成的两座“桥”之间的“岛”上。虽然石墨烯在弯曲和倾斜的情况下没有损失任何电信号，但它仍然承担了拉伸和拉伸的负载，使主动传感元件保持与表面的连接。因此，kirigami具有重新分配应力集中的独特能力，从而实现增强的定向机械属性。

虽然研究小组成功地验证了基本方法，但他们已经在2.0版本中进行改进，并有可能最终将该技术商业化。