新型石墨烯涂层“电子织物”检测有毒气体

韩国大田——2015年10月12日——韩国科学家开发出了一种石墨烯涂层的可穿戴面料,这种面料可以探测到空气中存在的危险气体,并通过打开LED灯向佩戴者发出警报。

来自韩国电子和电信研究所(ETRI)和建国大学的研究人员用一种叫做牛血清白蛋白(BSA)的纳米胶包覆了棉花和涤纶纱线。然后将纱线包裹在氧化石墨烯片中。

石墨烯是一种非常强的单原子厚度的碳层,以其优异的导热和导电性能而闻名。石墨烯片与纳米胶粘合得非常好,以至于进一步的测试表明,经过1000次连续的弯曲和拉直,以及10次用各种化学洗涤剂洗涤的测试,这种织物仍能保持其导电性能。最后,将氧化石墨烯纱线暴露在化学还原过程中,该过程涉及电子的获得。

研究发现,这种石墨烯氧化还原涂层材料对二氧化氮的检测特别敏感,二氧化氮是一种常见的污染物气体,也是由化石燃料燃烧引起的汽车尾气。长期暴露在二氧化氮中会对人类健康造成危害,导致许多与呼吸系统有关的疾病。将这些经过特殊处理的织物暴露在二氧化氮下,会导致氧化石墨烯的电阻发生变化。

这种面料非常敏感,暴露在百万分之0.25的二氧化氮中30分钟(略高于美国环境保护署可接受标准的5倍),就会引起反应。这种纤维对空气中二氧化氮的敏感度是之前在平面材料上制备的另一种还原氧化石墨烯传感器的三倍。

研究人员称,这项新技术可以立即应用于相关行业,因为涂层工艺简单,适合大规模生产。它可以让户外穿着者获得有关空气质量的信息。这种材料还可以与空气净化过滤器结合,作为“智能过滤器”,可以检测和过滤空气中的有害气体。

“这种传感器可以给我们的日常生活带来重大改变,因为它是用灵活的、广泛使用的纤维开发的,而不像气体传感器总是用现有的固体基板开发的,”领导这项研究的李亨坤博士说。这项研究于6月4日发表在《自然》杂志的网络版《科学报告》上。

2015年10月23日

来源:电子/ ResearchSEA