《曼彻斯特大学开发出可能彻底改变物联网的石墨烯传感器》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 姜山
  • 发布时间:2018-01-10
  • 曼彻斯特大学的研究人员已经设计出嵌入到RFID中的石墨烯传感器,这些传感器有望彻底改变物联网(IoT)。

      通过在石墨烯上层叠石墨烯(石墨烯的衍生物)以创建灵活的异质结构,该团队开发了用于遥感的湿度传感器,并具有连接到任何无线网络的能力。

      使用石墨烯和其他二维材料,科学家可以对这些材料进行分层,类似于按照范德华异质结构精确选择的顺序堆积乐高积木,从而创建出适合特定用途的高性能结构。

      据《科学报告》报道,这种技术的开创性性质是,这样的传感器可以以非常低的成本可扩展的层-层印刷和大规模生产。该设备也不需要电池电源,因为它从接收器获取电力。

      具有RFID使能器的传感器是物联网的核心。这个新的技术可以提供各种应用,如对湿度、食品安全、卫生保健和核废料敏感的制造过程的免电池智能无线监测。

      在纸基材上印刷的石墨烯RFID天线上的GO层的SEM视图。(a)大视图和(b)放大视图,层从上到下依次为GO,印刷石墨烯和纸。

      新开发的技术有可能简化通过其无线系统收集信息的方式,也不限于特定的无线网络,并且能够与包括WiFi和5G网络兼容。

      负责这项工作的Zhirun Hu博士说:”激动人心的是,这个新的应用并没有到此为止,而是带来了这种技术与其他二维材料相结合的未来可能性,开创了无线传感应用的新局面。”

      获得诺贝尔物理学奖并该协调项目的Sir Kostya Novoselov教授补充道:“这是可打印技术的第一个例子,其中几种二维材料聚集在一起,创造出一种适用于工业应用的功能性设备。物联网是快速增长的技术领域,我相信2D材料将在这个领域发挥重要作用。”

      参考来源: 曼彻斯特大学

      更多信息: Xianjun Huang et al。氧化石墨烯介电常数(GHz)及其在无线湿度传感中的应用,科学报告(2018年)。DOI:10.1038 / s41598-017-16886-1

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    • Grafine有限公司是一家致力于开发创新的高性能橡胶、弹性体和其他石墨烯增强的软质材料-由曼彻斯特大学首次开发出来的卓越二维材料。 Graphine公司的Maria Lieto博士和Arvind Vijayaraghavan博士 该公司由两位曼彻斯特大学的学者Maria Iliut博士和Aravind Vijayaraghavan博士创立,两位都是石墨烯领域的世界级专家,专注石墨烯改性橡胶和弹性体使其更为坚固耐用。 Grafine有限公司坐落于曼彻斯特大学Grafton创新中心,将借助于该校的顶级设施(包括全新的石墨烯工程创新中心(GEIC))进行产品开发工作,为世界各地所有希望用石墨烯改性产品的的制造公司提供一系列开发服务。 弹性体和橡胶在轮胎、鞋、手套、工业部件、建筑材料、涂料和医疗设备等产品中广泛使用。预计到2021年,橡胶和弹性体产品的全球市场规模将超过700亿英镑。 Grafine公司正在寻求如何开发利用这个庞大的全球市场的潜力,并成功引起了全球弹性体和橡胶产品制造商的兴趣,目前正在商讨合作事宜。 Vijayaraghavan博士几十年来一直处在石墨烯研究前沿,他表示:“很高兴能够成立Grafine有限公司,我们有最专业的知识技能,可以帮助全球制造业公司廉价有效的利用像石墨烯这类的二维材料。” 他补充道:“行业内许多企业都在不断努力改善弹性体化合物,以提高现有和新应用的产品性能。石墨烯可以通过提高橡胶和弹性体的强度、弹性、柔韧性、热稳定性、耐化学性和耐久性来进一步增强它们的优异性能。”有了Grafine公司的技术支持,制造企业可以在创造新产品时为产品设计师提供更大的设计空间。“通过与Grafine公司合作,制造商们能够加快新型弹性体复合材料推向市场的速度,同时降低风险并降低成本。” Grafine的学术联合创始人兼首席技术官Iliut博士补充道:“本公司为希望用这些纳米材料改善他们的弹性体产品的公司提供一系列咨询服务,公司还会签署商业协议授权其专有技术和专利,从而为其工业客户提供知识和技术转让服务。” 曼彻斯特大学的全资子公司Graphene Enabled Systems Ltd为Iliut博士提供支持,并在UMI3 Ltd(大学的IP商业化公司)的协助下,创建了Grafine有限公司。 董事会成员代表、首席执行官Andrew Wilkinson对Grafine公司的未来表示十分乐观,“Grafine为制造商提供石墨烯增强弹性体、橡胶复合材料和涂料的技术和专业知识,而制造商内部开发这些技术可能需要几十年时间。随着公司建立客户群并不断增长,预计它将对全球橡胶和弹性体市场中二维材料的使用产生重大影响。”