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- 像孔雀一樣：下一代智能傳感器的寶石
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/9/16
科學(xué)家從蝴蝶翅膀和孔雀羽毛的仿生學(xué)中汲取了靈感，開發(fā)出一種類似蛋白石的創(chuàng)新材料，該材料可能成為下一代智能傳感器的基石。
由薩里大學(xué)和薩塞克斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開發(fā)了變色的柔性光子晶體，可用于開發(fā)傳感器，以警告下一次地震可能發(fā)生。
可穿戴，堅(jiān)固且低成本的傳感器可以對(duì)光，溫度，應(yīng)變或其他物理和化學(xué)刺激做出敏感響應(yīng)，使其成為醫(yī)療保健和食品安全等眾多領(lǐng)域中具有成本效益的智能視覺傳感應(yīng)用的極有希望的選擇。
在《高級(jí)功能材料》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，研究人員概述了一種生產(chǎn)包含微量石墨烯的光子晶體的方法，該方法可產(chǎn)生各種理想質(zhì)量，并且可以用肉眼直接觀察到輸出。
在自然光線下呈強(qiáng)烈的綠色，這種用途極為廣泛的傳感器在拉伸時(shí)會(huì)變成藍(lán)色，或者在加熱后變成透明。
薩里大學(xué)工程與物理科學(xué)學(xué)院軟物質(zhì)物理講師Izabela Jurewicz博士說：“這項(xiàng)工作首次提供了機(jī)械上堅(jiān)固但柔軟，獨(dú)立和靈活的，基于聚合物的蛋白石的實(shí)驗(yàn)證明，該蛋白石包含溶液-這些原始晶體看起來很漂亮，但我們對(duì)它們可能對(duì)人們的生活產(chǎn)生巨大影響也感到非常興奮�！�
薩塞克斯大學(xué)數(shù)學(xué)與物理科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)物理教授艾倫·道爾頓（Alan Dalton）說：“我們的研究是從蝴蝶翅膀，孔雀羽毛和甲殼蟲驚人的仿生能力中獲得靈感的，而這些模仿者的顏色來自結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)。不是來自顏料。盡管自然界已經(jīng)在數(shù)百萬年的時(shí)間里開發(fā)出了這些材料，但我們卻在更短的時(shí)間內(nèi)逐漸追趕�！�
在它們的許多潛在應(yīng)用中有：
用于智能包裝的時(shí)間溫度指示器（TTI）-如果易腐食品（例如食品或藥品）經(jīng)歷了不希望的時(shí)間-溫度歷史記錄，則傳感器能夠給出視覺指示。晶體對(duì)溫度在20到100攝氏度之間的微小升高非常敏感。
指紋分析-它們的壓力響應(yīng)形狀記憶特性對(duì)于生物識(shí)別和防偽應(yīng)用很有吸引力。裸露的手指按壓晶體可以顯示出高精確度的指紋，從皮膚可以看到清晰的山脊。
生物傳感—光子晶體可用作組織支架，以了解人類生物學(xué)和疾病。如果使用生物分子功能化，可以用作呼吸道病毒的高度靈敏的即時(shí)檢驗(yàn)設(shè)備，從而提供廉價(jià)，可靠，用戶友好的生物傳感系統(tǒng)。
生物/健康監(jiān)測(cè)-傳感器的機(jī)械變色響應(yīng)使其可以用作人體傳感器，從而有助于改進(jìn)體育運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)。
醫(yī)療保健安全性—科學(xué)家建議可以將傳感器用于腕帶，該腕帶會(huì)改變顏色，以告知患者其醫(yī)護(hù)人員在進(jìn)入檢查室之前是否已經(jīng)洗手。
該研究借鑒了材料物理小組（蘇塞克斯大學(xué)）在二維納米材料液體加工方面的專業(yè)知識(shí)，Soft Matter Group（薩里大學(xué)）在聚合物膠體方面的經(jīng)驗(yàn)，并將其與先進(jìn)技術(shù)研究所在光學(xué)建模方面的專業(yè)知識(shí)相結(jié)合。復(fù)雜的材料。兩家大學(xué)都與總部位于蘇塞克斯的公司Advanced Materials Development（AMD）Ltd合作，將這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化。
薩里大學(xué)軟物質(zhì)物理教授約瑟夫·科迪說：“聚合物顆粒用于制造日常對(duì)象，例如油墨和油漆。在這項(xiàng)研究中，我們能夠以與可見光波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)木嚯x精細(xì)分布石墨烯。并展示了添加少量的二維奇觀材料如何導(dǎo)致新興的新功能�！�
Advanced Materials Development（AMD）Ltd.首席執(zhí)行官John Lee表示：“鑒于這些晶體的多功能性，該方法代表了一種簡(jiǎn)單，廉價(jià)且可擴(kuò)展的方法，可生產(chǎn)注入多功能石墨烯的合成蛋白石，并為新型納米材料開辟了令人興奮的應(yīng)用領(lǐng)域基于光子學(xué)。我們很高興能夠在不久的將來將其推向市場(chǎng)�！�
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