高靈敏度可穿戴氣體傳感器
北工業(yè)大學(xué)楊麗副研究員與賓州州立大學(xué)程寰宇(Huanyu Cheng)助理教授,利用激光直寫(xiě)技術(shù),成功研制出具有自加熱功能的激光誘導(dǎo)石墨烯柔性氣體傳感平臺(tái)。該技術(shù)使用激光圖案化的類似石墨烯的高度多孔納米材料作為電極,以較具代表性的納米材料(還原氧化石墨烯、二硫化鉬或者兩者的組合;氧化鋅和氧化銅組成的金屬氧化物復(fù)合材料)作為氣體敏感材料,監(jiān)測(cè)氣體、生物分子和化學(xué)物質(zhì)。該平臺(tái)由多個(gè)傳感器陣列組成,每個(gè)傳感單元由LIG細(xì)線傳感區(qū)域和Ag/LIG的蛇形連接區(qū)域組成。在連接區(qū)域創(chuàng)建銀涂層的蛇形線條,通過(guò)向銀涂層施加電流,氣體感應(yīng)區(qū)域由于電阻的逐漸增大而局部加熱,從而實(shí)現(xiàn)自加熱功能,替代了大多數(shù)可穿戴傳感器的插指電極和額外的加熱器,顯著降低了加工的復(fù)雜度和設(shè)備能耗。此外,蛇形線條的設(shè)計(jì)可以使傳感器像彈簧一樣拉伸,以適應(yīng)身體的不同彎曲變化,實(shí)現(xiàn)了可穿戴性。該平臺(tái)在自加熱升溫條件下,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)NO2氣體的高選擇性、超低濃度的快速響應(yīng)和恢復(fù),檢測(cè)限可以達(dá)到1.2ppb。該成果以題為“Novel gas sensing platform based on a stretchable laser-induced graphene pattern with self-heating capabilities” 最近發(fā)表在《Journal of Materials Chemistry A》期刊上,并作為back cover 進(jìn)行highlight 發(fā)表。
河北工業(yè)大學(xué)
2021-04-11