橡皮泥和石墨烯的結合將會顛覆醫(yī)療傳感技術

（文章來源：雷鋒網(wǎng)）

目前涉及石墨烯的所有討論和研究，都是嘗試利用該材料的柔韌特性創(chuàng)建復合材料，應用在可穿戴和柔性電子上，雷鋒網(wǎng)也曾經(jīng)做過不少覆蓋，只是目前大部分石墨烯復合材料都存在堅硬和不靈活的問題。

雷鋒網(wǎng)消息，日前來自愛爾蘭的科研團隊靈光乍現(xiàn)，將石墨烯和兒童玩具 Silly Putty（彩色橡皮泥）組合在一起，瞬間點燃了納米材料社區(qū)的激情。所產(chǎn)生的全新復合材料擁有廣泛的應用前景，科研團隊已經(jīng)承諾將制造用于醫(yī)療診斷行業(yè)的超敏應變式傳感器上。

發(fā)表在《Science》雜志上的研究報告中，由愛爾蘭科學基金會贊助，總部設于都柏林三一學院的 AMBER 材料科研中心發(fā)現(xiàn)，如果你在類似于橡皮泥這樣的低粘度材料中添加納米片，其機電性能就會產(chǎn)生巨大的變化。你會突然發(fā)現(xiàn)已經(jīng)擁有了一個極端敏感的應變式傳感器。

當你對已經(jīng)注入石墨烯的橡皮泥施加電壓之后，哪怕是非常輕微的觸摸都會對電流產(chǎn)生非常大的變化。而這正是應變式傳感器的原理。負責該項目的都柏林三一學院教授 Jonathan Coleman 說道：如果將含有石墨烯的橡皮泥長度拉伸1%，那么電流就會調(diào)整 5 倍。非常小的機械變化都會產(chǎn)生巨大的電流變化。

在對石墨烯橡皮泥進行的多項測試中，研究人員將這種符合材料分別放置在人的胸部和頸部，用來測量呼吸、脈搏和血壓。研究結果表明，對于應變式傳感器和壓力傳感器來說，這種復合材料擁有前所未有的靈敏度，是現(xiàn)有傳感器的數(shù)百倍。

另人感到驚訝的是，此前在該領域?qū)⑹┖偷驼扯?a href="http://srfitnesspt.com/article/zt/" target="_blank">聚合物結合的研究幾乎沒有。這主要是因為陷入了思維誤區(qū)，嘗試利用石墨烯的柔軟特性將材料變得更軟。因此在此前嘗試的融合中，往往選擇了質(zhì)地堅硬的聚合物，在引入石墨烯之后并未得到預期，甚至某些復合材料反而變得更堅硬了。

盡管有嘗試過將石墨烯和柔軟的聚合物進行整合，但此前沒有將石墨烯嵌入到像橡皮泥這樣的柔軟聚合物中。

盡管將石墨烯添加到聚合物中已經(jīng)進行了大量的嘗試，但是將石墨烯用于應變式傳感器尚屬首次，意味著石墨烯翻開了新的篇章。而主要的原因在于，沒有人會相信這個柔軟的材料能夠迸發(fā)出如此強烈的增益效果。盡管 Coleman 堅信未來這種復合材將廣泛應用于醫(yī)療傳感領域，但截至目前，最明晰最重要的實例就是測量脈搏和血壓。

而如何將這種復合材料設計成傳感設備才是真正的挑戰(zhàn)。Coleman 解釋道轉換成為商品，必須擁有類似于智能手表樣的外形以便于佩戴在手腕上，充分利用內(nèi)部的傳感材料進行監(jiān)測。然后，你需要電源來產(chǎn)生電流并檢測其中的變化。還有需要創(chuàng)建相應的通信系統(tǒng)，將這些信號傳輸至移動手機上，通過應用來收集和分析數(shù)據(jù)。

他說道：坦白來說，所有這些設想距離走進日常生活并不會太遠。我并不認為工程設計方面存在巨大的挑戰(zhàn)。因此我們真的很快會看到這種復合材料商業(yè)化。盡管 Coleman 和他的同事共同研發(fā)的應變式傳感器的敏感度已經(jīng)不錯，但是他堅信當前的研究成果僅僅只是提供了全新的復合材料制造方法，基于這項研究，未來將會誕生更敏感的傳感技術。
? ? ? （責任編輯：fqj）