我国研究员利用石墨烯水相的相分离原理研发出可以直接穿在身上的传感器,应用潜力巨大

   日期:2019-08-27     浏览:207    评论:0    
核心提示:中科院上海微系统所利用石墨烯在水相的相分离过程,制备了高分子纳米球修饰的石墨烯多孔网络纤维,从而显著的提高了石墨烯基纤维灵敏度。该纤维比普通纤维更高的灵敏度可穿戴应变传感器的要求,体现了石墨烯基应变传感器件在智慧医疗、可穿戴设备等领域的应用潜力。
       中科院上海微系统所利用石墨烯在水相的相分离过程,制备了高分子纳米球修饰的石墨烯多孔网络纤维,从而显著的提高了石墨烯基纤维灵敏度。该纤维比普通纤维更高的灵敏度可穿戴应变传感器的要求,体现了石墨烯基应变传感器件在智慧医疗、可穿戴设备等领域的应用潜力。

       可穿戴传感器,即直接穿在身上,或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备,更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能,可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。触控是人与智能设备自然的连接方法,也是人机交互领域的重要变革。
 
  
石墨烯:

       石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。
 
  它具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯,因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法,薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。
 
       石墨烯这种仅有一个原子厚度的碳材料,因具有多种独特的性质(如特殊的电子学性能、半整数量子霍尔效应、弹道电子输运、光电性能和较高的晶化程度等),自从被发现以来得到了持续不断的研究。此外,石墨烯还能提供真正独特的功能,它的二维电子态不是深埋于材料表层之下,因此这些电子可以很容易地被隧道探针或其他探针直接探测到,这一点与其他大多数半导体系统明显不同。
 
石墨烯的应用:

  目前为止,石墨烯被认为是已知的强度最高、厚度最小的材料。将石墨烯应用于纳米电子学领域的研究取得了巨大的进步。此外,石墨烯还曾用于检测DNA、RNA、蛋白质和核酸等生物学体系。以石墨烯制备的纳米器件可用于细菌和病原体的检测。目前,石墨烯是从小型计算机到高储能电池和电容器等各项技术的关键所在。石墨烯有多个方面的属性吸引了物理学家、材料学家和电气工程师的关注,其中一条是:与硅相比,它可以构建规模更小、速度更快的电路。
 
       石墨烯可以做成化学传感器,这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的,根据部分学者的研究可知,石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料,石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。
 
日期: 2019-08-27
标签: 石墨烯 分离 传感器 中科院 上海微系统
 
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