石墨烯+橡皮泥=超级传感器

石墨烯+橡皮泥=超级传感器

石墨烯的主要用途之一就是在纳米复合材料中，提高基质材料的电学、力学等性能。高分子聚合物具有粘弹性，其力学性能是粘性和弹性的结合，会产生一种有趣的时间现象。虽然石墨烯-聚合物纳米复合材料的流变性被广为研究，但粘弹效应，尤其是低粘度性基质尚有许多值得探索之处。

有鉴于此，爱尔兰都柏林三一学院材料科学研究中心(AMBER)的研究人员将石墨烯和橡皮泥(聚硅氧烷)混合，得到了一种导电性非常好的高灵敏传感器：注入石墨烯的橡皮泥(G-putty)。由于基质粘度较低，石墨烯纳米片可在聚硅树脂基质中移动和响应变形，形成移动的网络结构。这种石墨烯-聚合物纳米复合材料受到力学扭曲时就会发生断裂或重构。Coleman教授，AMBER研究员和Trinity物理学院以及博士后研究员ConorBoland发现， G-putty对变形非常敏感，即使在最轻微的应变或冲击下，电阻也急剧增加。通常，随着时间的推移，电阻随着橡皮泥自愈而逐渐恢复到原始值。他们将G-putty安装到人类受试者的胸部和颈部，并用它来测量呼吸，脉搏甚至血压，它显示出前所未有的灵敏度：作为应变和压力的传感器，G-putty具有比正常传感器高数百倍的灵敏度。G-putty也是一个非常敏感的冲击传感器，甚至能够探测到一个小蜘蛛的脚印压力。据信，该材料将在一系列医疗装置中找到应用。

12月9日，Science以“Sensitive Electromechanical Sensors using Viscoelastic Graphene-Polymer Nanocomposites”为题刊登了该研究成果。Coleman教授说：“我们所感兴趣的是在聚合物中添加石墨烯时，橡皮泥以不同寻常的方式获得了导电性。我们在其他复合材料中都没有发现这种独特的性质。G-putty将为传感器制造开辟另一个全新的领域。”

(摘编自烯碳次讯)