Новости
Firstrate Sensor Co., Ltd является ведущим производителем датчиков с 60-летним опытом работы
Графен смешивают с пластилином, чтобы превратить его в ультрачувствительный датчик давления
2025-04-03
Санна Арпиайнен — старший научный сотрудник, занимающийся исследованиями графена. Она работает в VTT, крупной исследовательской организации, расположенной недалеко от Хельсинки. Она сказала, что некоторые компании, такие как Nokia, заинтересованы в применении графеновых датчиков в медицине. Но она предупредила, что перед коммерциализацией G-putty необходимо преодолеть ряд препятствий, в том числе доказать возможность массового производства и провести тестирование для оценки долгосрочной производительности. Палермо соглашается: «Для практического применения необходимо, чтобы он работал одинаково тысячи раз».
Датчик из графена и пластилина может в режиме реального времени отслеживать артериальное давление в течение 24 часов.
Достаточно добавить немного графена, чтобы превратить пластилин в датчик давления. Этот датчик чрезвычайно чувствителен, он может не только отслеживать пульс человека, но даже определять шаги маленького паука.
Этот графеновый пластилин называется "G-putty", и разработчики надеются создать на его основе устройства для непрерывного мониторинга артериального давления. Кроме того, G-putty продемонстрировал свою способность к самовосстановлению, что говорит о том, что он может стать более "умным" композитным графеновым материалом.
С тех пор как графен был впервые выделен в 2004 году, исследователи пытались добавлять эти тонкие слои атомов углерода в различные материалы, надеясь создать композитные материалы, которые могли бы извлечь выгоду из высокой прочности и превосходной проводимости графена. Но, что удивительно, почти никто не пытался смешивать графен с вязкоупругими материалами, такими как пластилин. Пластилин одновременно проявляет свойства упругого твердого тела и жидкости. Например, если положить кусок пластилина на отверстие, он будет медленно вытекать сквозь него.
Конор Боланд, исследователь из лаборатории нанотехнологий Джонатана Колемана в Тринити-колледже в Дублине, сказал, что ему было любопытно, что произойдет, если смешать графен и пластилин. "Я хотел бы сказать, что идея была тщательно продумана, но это не так", — сказал Колеман с улыбкой, — "потому что у нас есть такая традиция использования бытовых приборов в научных исследованиях". (Его команда заявила, что в 2014 году они обнаружили, что графен можно получить, быстро перемешивая графит мешалкой на кухне.)
[Пояснение] Джонатан Колеман и его сын играют с G-putty. Источник изображения: Тринити-колледж, Дублин
Исследователи смешали графеновые листы толщиной около 20 атомов и длиной 800 нанометров с самодельным пластилином (органосиликоновым полимером), получив электропроводящий темно-серый G-putty. Ключевая особенность этого материала заключается в том, что даже при слабом давлении его электрическое сопротивление сильно меняется. Этот пластилин как минимум в 10 раз чувствительнее других нанокомпозитных датчиков.
Исследователи подключили кусок G-putty к проводу и поместили его на шею студента, и его каротидный пульс можно было четко измерить по изменению электрического сопротивления. На самом деле, профиль пульса очень точный и может быть преобразован в точные показания артериального давления. Датчик также можно разместить на груди студента для мониторинга дыхания. Кроме того, немного странно, что он также может записывать каждый шаг паука весом всего 20 миллиграммов.
"Они полностью продемонстрировали универсальность этого материала", — сказал Винченцо Палермо, материаловед из Национального исследовательского совета Италии. "Я думаю, что это удивительная и очень новая работа". Исследование было опубликовано в журнале Science.
Группа Колемана обнаружила, что графеновые хлопья образуют проводящую сеть в пластилине, а деформация пластилина разрушает сеть, что приводит к быстрому увеличению сопротивления. Затем, благодаря низкой вязкости G-putty, графеновые хлопья могут вернуться в исходное положение и перестроить сеть. "Это явление самовосстановления", — объяснил Колеман.
Колеман уже ведет переговоры с компаниями, занимающимися медицинскими устройствами, которые заинтересованы в использовании G-putty для непрерывного физиологического мониторинга. Например, пациентам обычно приходится носить тяжелый браслет для измерения артериального давления, и они получают только мгновенные показания. Однако G-putty — это дешевый и компактный неинвазивный датчик, который позволяет пациентам легко контролировать артериальное давление дома.
Санна Арпиайнен — старший научный сотрудник, занимающийся исследованиями графена. Она работает в VTT, крупной контрактной исследовательской организации недалеко от Хельсинки. Она сказала, что некоторые компании, такие как Nokia, заинтересованы в применении графеновых датчиков в здравоохранении. Но она предупредила, что перед коммерциализацией G-putty необходимо преодолеть ряд препятствий, в том числе доказать, что его можно производить в массовом порядке, и провести испытания для оценки его долгосрочной производительности. Палермо соглашается: "Для практического применения вам нужно, чтобы он работал одинаково тысячи раз".
При проведении эксперимента с G-putty исследователи столкнулись с неожиданным препятствием. Боланд хотел провести сравнительный тест между двумя пауками, но обнаружил, что, не обращая внимания, больший паук проглотил своего маленького приятеля. "Он не ожидал таких трудностей в работе с животными", — сказал Колеман.
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ НОВОСТИ
Свяжитесь с нами
Telegram:
WhatsApp:
E-mail:
Авторское право ©️ Hunan Firstrate Sensor Co., Ltd
Свяжитесь с нами
· Наша компания была основана в 1965 году и имеет более чем 60-летний опыт в области исследований и разработок, а также производства датчиков.
· Наша продукция получила международные сертификаты CE, RoHS, ISO, ATEX и другие.
Пожалуйста, оставьте свой адрес электронной почты для получения полного прайс-листа на продукцию