最近在一篇文章发表在开放获取期刊纳米材料欧洲杯足球竞彩,作者回顾了制造和应用各种石墨烯和聚二甲基硅氧烷(PDMS) composite-based紧凑的可穿戴设备来检测人体的生理状态的电化学和应变传感信号。
研究:集成与PDMS不同石墨烯纳米结构的形成可穿戴传感器。图片来源:魔法图片/ Shutterstock.com
石墨烯和聚合物基复合材料
近年来,石墨烯已经成为大多数研究材料纳米技术电子设备由于最低厚度、透明度、高温度和电导率,高机械强度、高纵横比、轻量级、和优秀的控制不同的功能化。
此外,它实际上已经取代了早期的大型集成电路(ic)的传感器,主要是与硅衬底半导体或矩阵,和导电金属纳米颗粒沉积在它形成一个连续的导电路径。欧洲杯猜球平台然而,零隙使它不同于半导体可调谐性的原始石墨烯。几种方法已经被证明开放多层石墨烯及其复合材料的能带。
灵活性是另一个期望的可穿戴电子设备的特点,通过掺入聚合物可以传授。PDMS等聚合物,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚乙烯细丝网(笔)和聚酰亚胺(PI)是广泛应用于需要高灵活性和机械性能的产品。
此外,还有导电聚合物如聚苯胺(PANI),聚乙炔(PA),聚吡咯(PPy)和聚(3,4-ethylene dioxythiophene)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT: PSS)要求零个或很少数量的金属纳米粒子形成导电路径。欧洲杯猜球平台
在上述聚合物,PDMS是一种合适的材料与石墨烯复合材料由于其相似的属性。都是化学惰性的,光学透明,疏水,主要是生物相容性。此外,PDMS和nanofillers形成强大的界面粘结。这些复合材料可以添加新的维度目前健康乐队,葡萄糖感应条,smartwatches监测人体的生理状态的响应性和准确性。
类型的Graphene-PDMS-Based传感器
石墨烯nanopowder-based:
石墨烯的技术形式保持其优良的离子携带能力。此外,石墨烯可以调整粉与基质的高灵活性而不破坏其导电网络。激光多功能石墨烯粉末可以沉积在一个灵活的PDMS /π衬底,使血糖感应电化学传感器。
同样,超级弹性波及PDMS基片与石墨烯的技术用于灵活应变传感器。波及的伸展和挤压下PDMS基片染色影响石墨烯的导电性粉末网络。在拉伸的时候挤压增加了电阻,降低了电阻。
减少氧化石墨烯(rGO)的:
rGO比原始石墨烯更便宜,但很细微的差别在类似的属性。使用rGO的优势是其高表面积,这在absorption-based传感应用中是至关重要的。表面积越大,吸附量越高的有针对性的化学或气体。这导致精度高、线性度和循环稳定性的测量值。
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此外,它可以引进更多的二次感应材料,提高其multi-functionalization能力。欧洲杯足球竞彩rGO-coated二氧化硅(SiO2)团簇,葡萄糖氧化和电解质溶液沉积在碳纳米管(CNT)和PDMS复合基质用于检测葡萄糖的汗水。Chemiresistive气体传感器是由rGO和氧化锌氧化锌纳米棒。
石墨烯nanoplatelets(国民生产总值)的:
国民生产总值有大小小于一微米之间的平均密度0.2和0.4克/厘米3。国民生产总值的更大的规模相比,石墨烯的技术导致高鲁棒性和可重复性。国民生产总值/聚已酸内酯(PCL)混合物和PDMS屏蔽用于chemiresistive检测乙醇蒸气。国民生产总值、铂纳米颗粒(Pt NPs)欧洲杯猜球平台和硅橡胶复合用作聚合物电解质膜燃料电池催化剂。
石墨烯量子点(GQDs)的:
GQDs是石墨烯纳米粒子的大小小于100纳米。欧洲杯猜球平台GQDs / PDMS-based传感器是用来量化ca - 125抗原,这是一个卵巢癌生物标记。这些传感器包括氨基改性玻璃芯片3-aminopropyl-trimethoxysilane (APTMS)功能化GQDs层,使用化学发光共振能量转移过程捕捉ca - 125抗原的抗体。
现有的挑战
促进石墨烯均匀分散的溶剂通常破坏石墨烯的机械完整性。此外,均匀分散的石墨烯在水溶液中仍无法实现。疏水性的PDMS反对附加层的沉积传感器。因此,他们不能涂上保护性或extra-functionalized层。石墨烯纳米粒子可能会结块在P欧洲杯猜球平台DMS矩阵,这需要额外的材料和方法来平衡其电动电势沉积。
结论
本文的最后,作者综述了复合材料的PDMS和石墨烯材料可穿戴设备来检测人体的生理状态传感电化学和应变信号。欧洲杯足球竞彩在这些传感器,PDMS提供了一个灵活的和持久的衬底或矩阵和石墨烯作为电极材料。欧洲杯足球竞彩
他们可以用于健康乐队、smartwatches应变传感器,葡萄糖,天然气,和酶传感装置。此外,生物相容性和生物可降解的。因此,他们可以添加一个新的水平的准确性和对现有生物传感器的响应能力。
源
他,年代。,Zhang, Y., Gao, J., Nag, A., Rahaman, A., Integration of Different Graphene Nanostructures with PDMS to Form Wearable Sensors.纳米材料欧洲杯足球竞彩2022年,12,950年。https://www.mdpi.com/2079-4991/12/6/950。
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