韓國科學家研制出可檢測有毒氣體的石墨烯織物
2015-10-28 來源:中國聚合物網
日前,韓國科學家研制出了一種可穿戴的石墨烯涂層織物,當該織物檢測到有毒氣體時,便會通過點亮LED燈泡來提醒穿戴者。
來自韓國電子電信研究所和建國大學的研究人員在棉紗和滌綸紗的表面涂了一層叫做牛血清蛋白(BSA)的納米膠,然后用氧化石墨烯片層包裹住這些紗線。
石墨烯是一種只有一層碳原子厚度的超高強度材料,而它優異的導熱性和導電性也是眾所周知的。進一步的試驗表明,正因為石墨烯薄層能夠很好地黏著在納米膠上,所以那些纖維織物即使在經過了多達1000次連續循環的彎曲矯直和10次水洗測試之后,也依然能夠保持良好的導電性。
經研究發現,還原型氧化石墨烯涂層材料對于檢測二氧化氮具有極高的靈敏度,而這些污染氣體往往來自于機動車燃燒礦物燃料排放的廢氣。長期接觸二氧化氮氣體會嚴重危害人類健康,甚至會引起呼吸道相關的疾病。那些經過特殊處理過的纖維織物暴露在二氧化氮環境中,便會引起還原型氧化石墨烯電阻的變化。
這種纖維織物的靈敏度是非常驚人的,即使只是百萬分之0.25含量(高于美國環境保護署設定的可接受標準5倍)的二氧化氮,也能令它在三十分鐘之內發生反應。相較于那種被提前置于平板材料的還原型氧化石墨烯傳感器來說,這種纖維織物對空氣中二氧化氮的敏感度要高了三倍之多。
研究人員說,這種新技術是可以馬上應用到相關工業生產中的。由于涂層工藝很簡單,所以也適合大規模生產。它能為戶外穿戴者提供準確的空氣質量信息。這種材料也可以和空氣凈化器結合,起到“智能過濾”的作用,這樣就成為兼具探測和過濾空氣中有害氣體功能的“安全小衛士”。
啟動這項研究的Hyung-Kun Lee博士說:“這個傳感器將會給我們的日常生活帶來重大的改變,因為它是應用在廣泛使用且柔韌好的纖維上,這與那些必須被應用在現有固體基板上的氣體傳感器大不相同。”
該研究成果已經發表在 Nature 上。

石墨烯是一種只有一層碳原子厚度的超高強度材料,而它優異的導熱性和導電性也是眾所周知的。進一步的試驗表明,正因為石墨烯薄層能夠很好地黏著在納米膠上,所以那些纖維織物即使在經過了多達1000次連續循環的彎曲矯直和10次水洗測試之后,也依然能夠保持良好的導電性。
經研究發現,還原型氧化石墨烯涂層材料對于檢測二氧化氮具有極高的靈敏度,而這些污染氣體往往來自于機動車燃燒礦物燃料排放的廢氣。長期接觸二氧化氮氣體會嚴重危害人類健康,甚至會引起呼吸道相關的疾病。那些經過特殊處理過的纖維織物暴露在二氧化氮環境中,便會引起還原型氧化石墨烯電阻的變化。
這種纖維織物的靈敏度是非常驚人的,即使只是百萬分之0.25含量(高于美國環境保護署設定的可接受標準5倍)的二氧化氮,也能令它在三十分鐘之內發生反應。相較于那種被提前置于平板材料的還原型氧化石墨烯傳感器來說,這種纖維織物對空氣中二氧化氮的敏感度要高了三倍之多。
研究人員說,這種新技術是可以馬上應用到相關工業生產中的。由于涂層工藝很簡單,所以也適合大規模生產。它能為戶外穿戴者提供準確的空氣質量信息。這種材料也可以和空氣凈化器結合,起到“智能過濾”的作用,這樣就成為兼具探測和過濾空氣中有害氣體功能的“安全小衛士”。
啟動這項研究的Hyung-Kun Lee博士說:“這個傳感器將會給我們的日常生活帶來重大的改變,因為它是應用在廣泛使用且柔韌好的纖維上,這與那些必須被應用在現有固體基板上的氣體傳感器大不相同。”
該研究成果已經發表在 Nature 上。
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(責任編輯:xu)
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