橡皮泥和石墨烯的创意应用:超灵敏压力传感器

产品时间:2021-10-11 04:23

简要描述:

用石墨烯和橡皮泥做成的传感器,可以24小时动态监测血压。只需重新加入少许石墨烯,就可以把橡皮泥变成压力传感器。 这种传感器出现异常灵敏,不但可以监测人体脉搏,甚至还能探查到一只小蜘蛛的脚步。这种石墨烯橡皮泥被称作“G-putty”,研发者期望基于它研发持续监测血压的设备。 此外G-putty还展现出出有了自我修缮的能力,伴随着它有可能沦为更加智能的石墨烯复合材料。...

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本文摘要:用石墨烯和橡皮泥做成的传感器,可以24小时动态监测血压。只需重新加入少许石墨烯,就可以把橡皮泥变成压力传感器。 这种传感器出现异常灵敏,不但可以监测人体脉搏,甚至还能探查到一只小蜘蛛的脚步。这种石墨烯橡皮泥被称作“G-putty”,研发者期望基于它研发持续监测血压的设备。 此外G-putty还展现出出有了自我修缮的能力,伴随着它有可能沦为更加智能的石墨烯复合材料。

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用石墨烯和橡皮泥做成的传感器,可以24小时动态监测血压。只需重新加入少许石墨烯,就可以把橡皮泥变成压力传感器。

这种传感器出现异常灵敏,不但可以监测人体脉搏,甚至还能探查到一只小蜘蛛的脚步。这种石墨烯橡皮泥被称作“G-putty”,研发者期望基于它研发持续监测血压的设备。

此外G-putty还展现出出有了自我修缮的能力,伴随着它有可能沦为更加智能的石墨烯复合材料。自2004年首次分离出石墨烯,研究人员就尝试将这些碳原子薄层加到到各种材料中,期望建构出能从石墨烯的高强度和极好导电性中获益的复合材料。但令人吃惊的是,完全还没有人尝试将石墨烯与橡皮泥这样的黏弹性(viscoelastic)材料混合。

橡皮泥同时展现出出有弹性液体和液体的特征,比如将一块橡皮泥放到一个洞上,它不会慢慢地渗水过去。在都柏林三一学院(TrinityCollegeDublin)JonathanColeman纳米技术实验室工作的研究员ConorBoland回应,他奇怪将石墨烯和橡皮泥混合后不会再次发生什么。“我很期望说道,该点子是细心构想来作的,但并不是,”Coleman笑着说道,“因为我们正好有这么个传统——将家用器具用作科学研究中。

”(他的团队在2014年找到,用厨房中的搅拌器较慢加热石墨,可以取得石墨烯。)【图注】JonathanColeman和他的儿子正在摆弄G-putty。图片来源:都柏林三一学院研究人员将约20层原子薄,800纳米宽的石墨烯薄片与制做的橡皮泥(一种有机硅聚合物)混合,获得能导电的深灰色G-putty。这种材料关键的一个特点是,即使研究人员仅有产生黯淡的压力,它的电阻也不会再次发生很大变化。

这种橡皮泥比其他纳米复合材料传感器最少脆弱10倍。研究人员将一块G-putty连到导线,放到一个学生的颈部,通过电阻变化就能确切地测得他的颈动脉脉搏。事实上,脉冲轮廓十分细致,可被切换为准确的血压读数。该传感器也可以放到学生的胸部,监测排便。

另外,有点匪夷所思的是,它还能记录下一只体重仅有20毫克的蜘蛛掉落的每一个脚步。“他们充分证明了这种材料的多功能性,”意大利国立研究委员会的材料科学家VincenzoPalermo说道,“我指出这是个真是的工作,十分精致。

”这项研究公开发表在了《科学》上。Coleman的研究团队找到,石墨烯薄片在橡皮泥中构成了导电网络,橡皮泥变形不会毁坏该网络,造成电阻很快减少。接着,由于G-putty黏度较低,石墨烯薄片可以移回原方位,并重组网络。

“这是一种治愈现象。”Coleman说明道。Coleman早已在与有兴趣用G-putty展开持续生理监测的医疗器械公司商讨。例如,病人一般来说必须戴着上轻巧的护腕测量血压,并不能获得一个瞬时读数。

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但G-putty这样价廉而小巧的非入侵式传感器,能让病人在家里轻轻松松监测血压。SannaArpiainen是研究石墨烯的资深科学家,在赫尔辛基(Helsinki)附近的一个大型合约研究的组织VTT工作,她说道一些公司,比如诺基亚(Nokia)对石墨烯传感器的身体健康应用于很感兴趣。但她警告道,在将G-putty商业化之前,还须要解决一系列障碍——还包括证明它可以大规模批量生产,以及通过测试来评估其长年性能。

Palermo回应回应赞成:“对于实际应用于,你必须它以完全相同方式运营成千上万次。”在展开G-putty实验时,研究人员遇上了一个意想不到的妨碍。Boland本想要在两只蜘蛛之间展开较为测试,但他找到略为不留意,那只略为大些的蜘蛛早已将它的小伙伴吞入腹中了。”他没预料到和动物一起工作不会遇上这种艰难。

”Coleman说道。


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