 近日，清華大學(xué)朱宏偉教授團隊和北京華大智寶電子系統有限公司合作開(kāi)發(fā)出石墨烯溫度流量一體化傳感器件。他們針對熱力系統檢測用流量、溫度傳感器的應用需求，通過(guò)對石墨烯傳感的作用與規律研究，突破石墨烯材料在熱量表流量計應用的關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)熱力系統檢測用石墨烯流量、溫度傳感器件，解決了現有傳感器表面結垢、功耗高等問(wèn)題，形成了批量制備能力，有望在熱力系統進(jìn)行規模應用。
該團隊完成了石墨烯晶片形狀、尺寸、表/界面狀態(tài)對傳感性能調制研究，通過(guò)基于石墨稀材料的傳感工藝結構設計，開(kāi)發(fā)了大量程、高精度的流量、溫度傳感器。流量傳感器元件測量范圍達到0.01~6m3/h，測量精度達到0.005m3/h；溫度傳感器元件測量范圍達到0~100℃，測量精度達到0.02℃。
在石墨烯流量、溫度傳感材料基礎上，同時(shí)開(kāi)展了兩項拓展研究：1）提出了一種實(shí)現高靈敏柔性應變傳感的新思路，通過(guò)石墨烯與超彈超薄高分子材料復合構建了一類(lèi)基于柔性傳感器原型器件，開(kāi)發(fā)了面向可穿戴裝備的傳感器的制造方法和工藝，在應變、壓阻、扭轉、揮發(fā)性有機物、聲波等幾個(gè)典型傳感應用上進(jìn)行了探索，并可探測脈搏、語(yǔ)音等微弱生理信號，有望應用于移動(dòng)醫療、可穿戴式設備等領(lǐng)域；2）研究了水在石墨烯層片孔中的擴散特性，開(kāi)發(fā)了一種同位素標記法，揭示了水分子在石墨烯中的擴散系數比微孔濾膜中微米尺寸通道的擴散系數高4~5個(gè)數量級，證明了水分子可超快速傳輸，為基于石墨烯的傳質(zhì)特性研究奠定了基礎，并在快速過(guò)濾與分離領(lǐng)域展現出廣闊的應用前景。
相關(guān)研發(fā)成果已發(fā)表SCI收錄論文15篇，申請國家發(fā)明專(zhuān)利5項，獲授權實(shí)用新型專(zhuān)利1項。所制備的六種傳感器發(fā)表在A(yíng)CSNano、Adv.Funct.Mater.、Small、NanoRes.、Appl.Phys.Lett.、Chem.Commun.等期刊上，并被學(xué)術(shù)媒體Nanowerk、Graphene-Info和MaterialsViewsWiley做為研究亮點(diǎn)報道，被評價(jià)為“…全新的傳感機制、石墨烯的高性能應用…”，“石墨烯的機電效應結合其它特性…促進(jìn)了在高靈敏傳感中的應用，…這些傳感器的潛在用途包括柔性顯示、智能服裝、電子皮膚、體外診斷等，在可穿戴健康檢測類(lèi)設備上有較大的應用空間”。
?歡迎進(jìn)入【粉體論壇】
更多精彩！歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國粉體技術(shù)網(wǎng)官方微信（bjyyxtech）
|
