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石墨烯复合材料或可颠覆医疗传感器领域

2016-12-17 08:52
汉水狂客
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目前涉及石墨烯的所有讨论和研究,都是尝试利用该材料的柔韧特性创建复合材料,应用在可穿戴和柔性电子上,本网也曾经做过不少覆盖,只是目前大部分石墨烯复合材料都存在坚硬和不灵活的问题。

据报道,日前来自爱尔兰的科研团队灵光乍现,将石墨烯和儿童玩具Silly Putty(彩色橡皮泥)组合在一起,瞬间点燃了纳米材料社区的激情。所产生的全新复合材料拥有广泛的应用前景,科研团队已经承诺将制造用于医疗诊断行业的超敏应变式传感器上。

发表在《Science》杂志上的研究报告中,由爱尔兰科学基金会赞助,总部设于都柏林三一学院的 AMBER 材料科研中心发现,如果你在类似于橡皮泥这样的低粘度材料中添加纳米片,其机电性能就会产生巨大的变化。你会突然发现已经拥有了一个极端敏感的应变式传感器。

当你对已经注入石墨烯的橡皮泥施加电压之后,哪怕是非常轻微的触摸都会对电流产生非常大的变化。而这正是应变式传感器的原理。

负责该项目的都柏林三一学院教授Jonathan Coleman说道:“如果将含有石墨烯的橡皮泥长度拉伸1%,那么电流就会调整5倍。非常小的机械变化都会产生巨大的电流变化。”

在对石墨烯橡皮泥进行的多项测试中,研究人员将这种符合材料分别放置在人的胸部和颈部,用来测量呼吸、脉搏和血压。研究结果表明,对于应变式传感器和压力传感器来说,这种复合材料拥有前所未有的灵敏度,是现有传感器的数百倍。

“我们发现,当你将石墨烯和此类极软聚合物组合在一起的时候,它们不仅完全胜任应变式传感器的角色,而且跟目前我们创建的传感器相隔几光年的距离。”Coleman表示:“而且,这些特性事实上和这些柔软的聚合物密切相关。”

另人感到惊讶的是,此前在该领域将石墨烯和低粘度聚合物结合的研究几乎没有。这主要是因为陷入了思维误区,尝试利用石墨烯的柔软特性将材料变得更软。因此在此前尝试的融合中,往往选择了质地坚硬的聚合物,在引入石墨烯之后并未得到预期,甚至某些复合材料反而变得更坚硬了。

尽管有尝试过将石墨烯和柔软的聚合物进行整合,但此前没有将石墨烯嵌入到像橡皮泥这样的柔软聚合物中。

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