使用纳米复合材料的改进的可穿戴可拉伸气体传感器

宾州州立大学,东北大学和中国五所大学的研究人员已经开发并测试了一种用于环境传感的可拉伸,可穿戴气体传感器。该传感器将新开发的激光诱导石墨烯泡沫材料与独特形式的二硫化钼和氧化石墨烯还原纳米复合材料结合在一起。研究人员对观察气体敏感纳米复合材料的不同形态或形状如何影响该材料检测极低浓度的二氧化氮分子的敏感性很感兴趣。为了改变形态,他们用非常细的盐晶体包装了一个容器。

二氧化氮是车辆排放的有害气体,低浓度会刺激肺部,高浓度会导致疾病和死亡。

当研究人员向罐中添加二硫化钼和还原的氧化石墨烯前体时,纳米复合材料在盐晶体之间的小空间中形成了结构。他们用各种不同的盐尺寸进行了尝试,并测试了传统的叉指电极以及新开发的激光诱导石墨烯平台的灵敏度。当通过溶解在水中除去盐时,研究人员确定最小的盐晶体使最敏感的传感器成为可能。

工程科学与力学与材料科学与工程学助理教授Huanyu Larry Cheng说:“我们已经完成了百万分之一的测试,而且浓度更低,这可能是传统设计的十倍。” “与在洁净室中需要高分辨率光刻的最佳传统技术相比,这是一个相当适度的复杂性。”

宾夕法尼亚州立大学的博士生Ning Yi和Han Li以及《今日材料物理》一书的合著者补充说:“本文研究了还原型氧化石墨烯/二硫化钼复合材料的传感性能。更重要的是,我们找到了一种方法通过控制复合材料的形态和传感器测试平台的配置来提高气体传感器的灵敏度和信噪比,我们认为可拉伸的二氧化氮气体传感器可能会在实时环境监测或医疗行业。”

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