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用智能墨水打造超灵敏传感器“写”到哪里感知就到哪里

Release time:2021-11-23 01:22viewed:times
本文摘要:包含各种智能墨水的纳米材料:(a)水解石墨烯(GO);(b)还原成水解石墨烯(rGO);(c)黑色素类似于-凝多巴胺(PDA);(d)PDA@rGO据麦姆斯咨询报导,海法以色列理工学院的研究人员研发出有了一种需要辨识并区分有所不同性刺激的创新型传感系统。该系统基于折纸艺术,融合了以色列理工学院研发的智能墨水材料。

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包含各种智能墨水的纳米材料:(a)水解石墨烯(GO);(b)还原成水解石墨烯(rGO);(c)黑色素类似于-凝多巴胺(PDA);(d)PDA@rGO据麦姆斯咨询报导,海法以色列理工学院的研究人员研发出有了一种需要辨识并区分有所不同性刺激的创新型传感系统。该系统基于折纸艺术,融合了以色列理工学院研发的智能墨水材料。这项研究早已公开发表于Nature子刊NatureCommunications杂志,由以色列理工学院Wolfson化学工程学院和RussellBerrie纳米技术研究所的HossamHaick教授领导,以及回来Haick教授展开博士后研究的MinZhang博士已完成。

Zhang博士目前是华东师范大学的副教授。“当前,对于特定目的的多用途传感系统不存在极大市场需求,”Haick说道,“这些系统在医学、缉毒、食品安全、环境监测、物联网等领域具备极大的应用于潜力。问题在于现有的气相色谱等技术不存在许多缺点,还包括高昂的成本。

”Haick教授等研究人员面对的挑战是研发一种灵敏度充足低的单一系统,以辨识并区分有所不同的性刺激。研究人员称之为他们研发了一种受大大自然灵感的解决方案。Haick教授回应,“对于人类的感官系统,我们想起的是一个整体,它需要以一种大脑能解读的方式将所有数据传授给大脑。

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这灵感了我们的研究,将我们想监测的所有环境数据集中于在有所不同的地方。它是一种多用途的感官系统,可以吸取性刺激并区分它们。

”由Haick和Zhang研发的被称作“折纸分层传感器阵列”(OHSA)的系统,是用两位科学家研发的智能导电墨水“写出”在目标物体上的分组传感器构建阵列。这是一种需要以低时间和空间分辨率检测物理和化学性刺激的单一器件,这些性刺激还包括温度、湿度、光和挥发性有机颗粒等。由于它还需要区分异构体和手性对映体(相镜像的分子结构),因此为医学临床修筑了新途径。值得注意的是,挥发性有机颗粒监测可用作多种领域,还包括疾病诊断和危险性物质监测。

这种独有的智能墨水有许多优点,还包括成本便宜、需要大量生产,并且在目标表面上的应用于非常简单。研究人员展开的实验还包括对照(其他类型的墨水)实验,并证明这种类似墨水需要抱住契合各种材料,还包括:铝箔、玻璃、纸张、Kapton胶带(美国杜邦DuPont生产的聚酰亚胺薄膜材料的商品名称。具备优良的化学稳定性、耐高温性、坚韧性、耐磨性、阻燃性、电绝缘性等,可用作电动机、磁导线、飞机与导弹接线和扁平硬电缆的电气绝缘中;由于其固有的阻隔性,也可用作制作飞机和船舶的屏蔽隔层和食品包装材料)、腈(用作生产重复使用手套的材料)、以及凝二甲基硅氧烷(PDMS,用作生产隐形眼镜以及各种医疗产品和化妆品)。

这种墨水还可以以导电纹身的形式“书写”在人体皮肤和指甲上。此外,它还具备透气性能,可以用作各种生理变量涉及的持续监测。“可以说道,我们的传感系统可以辨识化学和物理性刺激的特征‘指纹’,并获取有关的信息,”Haick说道,“其低成本优势,使其可用作许多地方,还包括贫困地区,用作医疗及其他用途。


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