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激光诱导自氮掺杂多孔石墨烯作为飞摩尔级miRNA检测的电化学生物传感器
摘要： 我们报道了一种基于激光诱导石墨烯的灵敏且低成本的生物传感器，用于飞摩尔级微小RNA（miRNA）检测。结合miRNA提取和磁分离过程，目标miRNA被纯化后使用激光诱导石墨烯传感器进行进一步检测。该激光诱导石墨烯通过在商用聚酰亚胺（PI）上直接激光刻写制备，并通过计算机辅助设计系统图案化作为电化学生物传感的电极。研究发现，PI的激光还原产生了氮掺杂多孔石墨烯，不仅提高了其导电性，还增强了对核酸的敏感性。子痫前期特异性miRNA hsa-miR-486-5p经磁分离纯化后，通过石墨烯-miRNA亲和作用直接吸附于石墨烯电极表面。随后利用[Fe(CN)6]3-/4-氧化还原体系对表面吸附的miRNA进行电化学定量分析。本检测方法可检测低至10 fM的hsa-miR-486-5p miRNA，且具有优异的重现性。由于制备简便、成本低廉且性能优异，本文展示的氮掺杂激光诱导石墨烯生物传感器在生物医学领域miRNA检测应用中展现出巨大潜力。
关键词： 电化学生物传感器、多孔石墨烯、激光诱导石墨烯、氮掺杂、miRNA检测
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光诱导石墨烯用于电热控制、机械引导的三维组装及人机软体执行器交互
摘要： 机械引导的三维组装技术因其与平面制造工艺的兼容性及适用于多种几何形态和尺度范围而备受关注。该技术的进一步发展需要具备按需可逆形变重构能力，这对许多新兴应用（如响应性超材料、软体机器人）至关重要。本研究报道了基于激光诱导石墨烯（LIG）的软体电热执行器的设计、制备与建模，并探索了其在机械引导三维组装及人机软体执行器交互中的应用。成功制备了20余种复杂三维结构，包括可在三种不同几何形态间重构的可变形结构。通过高温制备LIG执行器，还实现了无需任何驱动即可在室温下维持三维形状的结构。有限元分析能定量捕捉电热控形过程中的关键参数，为快速设计优化提供了可靠工具。此外，研究还探索了其在人机软体执行器交互中的应用，包括具有手势控制带隙特性的弹性超材料，以及能按需检测人体心电图的软体机械手指。其他演示案例还包括可举起自重110倍质量的人造肌肉，以及能捕食昆虫的仿生青蛙舌头。
关键词： 人-软体执行器交互、激光诱导石墨烯、电热执行器、三维组装
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光诱导石墨烯打印制备空间可控的超疏水/亲水表面
摘要： 对石墨烯表面润湿性能进行空间控制是众多应用中的理想特性。传统方法采用耗时且缺乏空间调控能力的化学处理工艺实现这一目标。本研究展示了一种创新方案：通过简易便捷地调控石墨烯阵列形貌（无需化学表面改性），利用激光诱导石墨烯技术直接实现具有超亲水或超疏水特性的表面空间打印。石墨烯表面的润湿性能呈现梯度变化——片状结构表现为超亲水特性（接触角0°），而微柱与半球结构则呈现超疏水特性（接触角>150°）。通过调节CO?激光的诱导参数，我们成功制备出具有空间定制润湿性的图案，从而实现液体微图案化与流动通道化。此外，通过粘度测量研究此类表面的固液相互作用时，观察到石墨烯材料呈现"花瓣效应"，由此揭示了表面的类疏水特性。
关键词： 超疏水、超亲水、花瓣效应、激光诱导石墨烯、润湿性
更新于2025-09-23 15:19:57
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一种基于化学改性激光诱导多孔石墨烯的柔性超灵敏电化学生物传感器，用于汗液葡萄糖检测
摘要： 多孔激光诱导石墨烯（LIG）是一种极具吸引力和应用前景的电化学碳材料，因其能固定酶、抗体和受体等多种蛋白质。然而，表面导电性低导致的本征电学性能差仍是制约其应用的关键缺陷。本研究提出通过简便易行的浸泡法，采用乙酸处理对LIG电极进行表面改性。这种简单的乙酸处理显著提高了碳-碳键比例，有效增强了导电性并降低了面电阻。更重要的是，这些独特性质还避免了电沉积过程中纳米颗粒因电场集中导致的团聚问题，从而促进高催化性铂纳米颗粒（PtNPs）在LIG上实现稳定均匀分散。最终成功将壳聚糖-葡萄糖氧化酶（GOx）复合物固定在LIG/PtNPs电极上，制备出汗液葡萄糖生物传感器。该LIG/PtNPs电极表现出4.622 μA/mM的高灵敏度，以及低于300 nM的超低检测限（信噪比为3），动态线性范围达2.1 mM。此外，通过传感器的安培响应测试餐前餐后血糖水平变化，证实了这种独特汗液葡萄糖生物传感器的商业应用潜力。
关键词： 汗液葡萄糖检测，激光诱导石墨烯（LIG），乙酸处理，超高灵敏度与低检测限，电化学生物传感器
更新于2025-09-23 15:19:57
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柔性激光诱导石墨烯全向声学器件
摘要： 基于激光诱导石墨烯（LIG）的柔性发声器件因其优异的热声效应备受关注。传统发声器件通常具有特定指向性的声场，而当LIG基发声器件弯曲成圆柱形时会产生全向声场。此外，该热声器件的声压与输入电功率呈线性反比关系，与测试距离也呈反比关系。这种新型发声器件在柔性电子领域具有巨大应用潜力，有助于实现整个柔性电子系统的集成。
关键词： 热声效应、激光诱导石墨烯、声学器件、全向的
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于增强葡萄糖光电化学检测的激光诱导石墨烯杂化光电极
摘要： 将电催化剂与半导体光吸收体结合对提高光电化学（PEC）葡萄糖检测效率至关重要。本研究通过一步激光诱导固相转变，在氧化铟锡玻璃上激光诱导石墨烯（LIG）中原位同步制备了镍基电催化剂（NiEC）与硫化镉（CdS）半导体复合结构。系列组分与结构表征表明，激光诱导生成的NiEC均匀分散于杂化纳米复合材料中，主要以Ni?和NiO价态存在。电化学与PEC测试共同证实，该杂化光电极对葡萄糖展现出优异的光电催化性能——这既源于CdS与NiEC间的强协同作用，也得益于同步形成的LIG所具有的高导电性及三维大孔结构，这些特性为构建灵敏的非酶PEC葡萄糖传感器提供了关键要素?；诖耍眉す庥盏荚踊獾缂挥τ糜谄咸烟荘EC检测，获得0.4 μM的低检测限，并表现出良好的稳定性、重现性与选择性。本研究为电催化剂-半导体-石墨烯杂化光电极的无粘结剂简易制备提供了可行范式，有望拓展至多种分析物的高灵敏度PEC生物传感领域。
关键词： 镍电催化剂、混合纳米复合材料、硫化镉、光电化学传感、激光诱导石墨烯、葡萄糖
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光书写法制备Janus石墨烯/凯夫拉尔智能防护纺织品
摘要： 防护服在安全保障中起着至关重要的作用。传统防护服能保护人体免受物理伤害。若能将现代可穿戴电子设备集成到传统防护服中，赋予其多功能智能特性，将极具价值。然而，在保持纺织品固有柔韧性和透气性的同时，通过实用方法将电子器件集成到衣物中仍具挑战性。本工作实现了在空气中直接于凯夫拉织物上激光诱导书写石墨烯（LIG），并展示了所制备的Janus石墨烯/凯夫拉织物在智能防护服中的应用。激光辐照引发的光热效应使凯夫拉中的C=O和N?C键断裂，剩余碳原子重组为石墨烯。基于该石墨烯/凯夫拉织物，我们制备了柔性锌空气电池、心电图电极和NO?传感器等概念验证器件。进一步地，我们基于该石墨烯/凯夫拉织物制造了自供电智能防护服。在空气条件下对商用纺织品进行激光诱导直接书写石墨烯的方法，为纺织电子器件的制备提供了通用且快速的途径。
关键词： 激光诱导石墨烯、凯夫拉尔织物、二氧化氮传感器、纺织电子学、光热效应
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有多模态可图案化电热性能的激光诱导石墨烯纸加热器，用于复合材料的低能耗制造
摘要： 通过二维电热加热器实现聚合物复合材料低能耗制造，是相较于传统高压釜和烘箱的一种极具前景的策略。激光诱导石墨烯纸（LIGP）是近年来新兴的多功能材料，具有计算机辅助设计制造（CAD/CAM）一步成型及柔性薄层特性优势。为充分发掘其原位加热潜力，本研究创新性地提出并探究了具有多模态可编程性能的LIGP加热器定制化制备与调控技术。通过均匀与非均匀两种激光加工模式开发的LIGP加热器（LIGP-H）展现出独特性能：工作温度范围广（>600°C）、快速稳定（<8秒）、高温能效比高（~370°C·cm2/W）以及卓越耐用性。最具突破性的是，非均匀加工可将LIGP-H分区为具有独立控温性能的子区域，从而实现多样化可设计图案。这些特性确保LIGP-H能可靠实现平面、曲面乃至非均匀结构复合材料的原位固化。该器件兼具约85%的显著节能效果、优异固化精度及可比机械强度，在保障高质量高效制造方面具有显著优势。
关键词： 聚合物复合材料、石墨烯纸、薄膜加热器、柔性电子器件、激光诱导石墨烯
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于MXene多孔薄膜与激光诱导石墨烯电极集成的多功能高柔性摩擦纳米发电机
摘要： 农业系统中大量机械能（如叶片摆动能）以及日常生活中广泛存在的书写运动等环境耗散能量尚未得到充分利用。为此，为解决这些问题并克服传统电池的局限性，我们基于MXene与聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合薄膜（PDMS/MXene）及激光诱导石墨烯（LIG）电极，制备了一种高度柔韧且高效的新型摩擦纳米发电机（TENG）。通过在PDMS中引入导电且带负电的MXene来制备多孔薄膜，不仅提升了导电性，还增强了摩擦起电负性，从而使输出性能显著提高，达到纯平面PDMS基TENG的7倍。这种兼具优异性能、良好粘附性和卓越柔韧性的TENG成功应用于叶片摆动能收集，并作为书写板采集书写能量。此外，我们还开发了基于MXene的TENG阵列，作为用于手写识别的自供电传感器。由此可见，MXene基TENG在收集农业领域（如叶片摆动能）和人体活动（如书写）的机械能方面具有巨大潜力，还可进一步应用于平板书写/触觉传感、机器人技术及人机交互领域。
关键词： MXene（MXene材料）、书写能源、激光诱导石墨烯、摩擦纳米发电机、叶片摆动能源
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光诱导石墨烯/陶瓷膜复合材料：制备与表征
摘要： 本工作成功在微孔陶瓷膜上制备了激光诱导石墨烯（LIG）。通过表面分析、形貌表征和化学特性测试对LIG层进行了研究。接触角测量显示LIG具有疏水性。采用纯水和不同极性溶剂测试了LIG膜的溶剂渗透行为。该膜表现出极高的非极性溶剂通量和极低的水渗透率，表明其传输特性与溶剂极性所代表的偶极矩和介电常数相关。对于直径255纳米的二氧化硅颗粒，LIG膜实现了90%的截留率，证实存在主导传输机制的亚微米级连通孔道。
关键词： 激光诱导石墨烯，LIG/陶瓷复合材料，溶剂渗透
更新于2025-09-19 17:13:59