Topmoderne sensorer fremstillet af grafen og børns legetøj fjollet kit

Forskere i AMBER, Science Foundation Irland-finansieret materialeforskningscenter, vært i Trinity College Dublin, har brugt undermaterialet grafen til at få nyheden til børnemateriale til fjollet kitt (polysilikon) at lede elektricitet, skaber ekstremt følsomme sensorer. Denne verdens første forskning, ledet af professor Jonathan Coleman fra TCD og i samarbejde med professor Robert Young fra University of Manchester, giver potentielt spændende muligheder for applikationer i nye, billige apparater og diagnostik inden for medicin og andre sektorer. AMBER -teamets resultater er blevet offentliggjort i denne uge i det førende tidsskrift Videnskab .

Professor Coleman, Undersøger i AMBER og Trinity's School of Physics sammen med postdoktorforsker Conor Boland, opdagede, at den elektriske modstand hos kitt, der var tilført grafen ("G-kitt"), var ekstremt følsom over for den mindste deformation eller påvirkning. De monterede G-kittet på bryst og hals på mennesker og brugte det til at måle vejrtrækning, puls og endda blodtryk. Det viste en hidtil uset følsomhed som en sensor til belastning og tryk, hundredvis af gange mere følsomme end normale sensorer. G-kittet fungerer også som en meget følsom slagføler, i stand til at opdage fodsporene til små edderkopper. Det menes, at dette materiale vil finde anvendelser inden for en række medicinsk udstyr.

Prof Coleman sagde, "Det, vi er begejstrede for, er den uventede adfærd, vi fandt, da vi tilføjede grafen til polymeren, en tværbundet polysilikon. Dette materiale så godt kendt som børnenes legetøj fjollet kit. Det adskiller sig fra kendte materialer ved, at det flyder som en tyktflydende væske, når det deformeres langsomt, men hopper som et elastisk fast stof, når det kastes mod en overflade. Da vi tilføjede grafen til den fjollede kit, det fik det til at lede elektricitet, men på en meget usædvanlig måde. Den elektriske modstand i G-kittet var meget følsom over for deformation, hvor modstanden steg kraftigt på selv den mindste belastning eller påvirkning. Usædvanligt, modstanden vendte langsomt tilbage til dens oprindelige værdi, da kittet selvhealede over tid. "

Han fortsatte, "Mens en almindelig anvendelse har været at tilføje grafen til plast for at forbedre det elektriske, mekanisk, termiske eller barriereegenskaber, de resulterende kompositter har generelt udført som forventet uden store overraskelser. Den adfærd, vi fandt med G-kit, er ikke fundet i noget andet kompositmateriale. Denne unikke opdagelse vil åbne op for store muligheder inden for sensorfremstilling verden over. "

Professor Mick Morris, Direktør for AMBER, sagde:"Denne spændende opdagelse viser, at irsk forskning er på forkant med materialevidenskab på verdensplan. Jonathan Coleman og hans team i AMBER fortsætter med at udføre forskning i verdensklasse, og dette videnskabelige gennembrud kan potentielt revolutionere visse aspekter af sundhedsvæsenet."