石墨烯+橡皮泥=超級傳感器

石墨烯+橡皮泥=超級傳感器

石墨烯的主要用途之一就是在納米復合材料中，提高基質材料的電學、力學等性能。高分子聚合物具有粘彈性，其力學性能是粘性和彈性的結合，會產生一種有趣的時間現象。雖然石墨烯-聚合物納米復合材料的流變性被廣為研究，但粘彈效應，尤其是低粘度性基質尚有許多值得探索之處。

有鑒于此，愛爾蘭都柏林三一學院材料科學研究中心(AMBER)的研究人員將石墨烯和橡皮泥(聚硅氧烷)混合，得到了一種導電性非常好的高靈敏傳感器：注入石墨烯的橡皮泥(G-putty)。由于基質粘度較低，石墨烯納米片可在聚硅樹脂基質中移動和響應變形，形成移動的網絡結構。這種石墨烯-聚合物納米復合材料受到力學扭曲時就會發生斷裂或重構。Coleman教授，AMBER研究員和Trinity物理學院以及博士后研究員ConorBoland發現， G-putty對變形非常敏感，即使在最輕微的應變或沖擊下，電阻也急劇增加。通常，隨著時間的推移，電阻隨著橡皮泥自愈而逐漸恢復到原始值。他們將G-putty安裝到人類受試者的胸部和頸部，并用它來測量呼吸，脈搏甚至血壓，它顯示出前所未有的靈敏度：作為應變和壓力的傳感器，G-putty具有比正常傳感器高數百倍的靈敏度。G-putty也是一個非常敏感的沖擊傳感器，甚至能夠探測到一個小蜘蛛的腳印壓力。據信，該材料將在一系列醫療裝置中找到應用。

12月9日，Science以“Sensitive Electromechanical Sensors using Viscoelastic Graphene-Polymer Nanocomposites”為題刊登了該研究成果。Coleman教授說：“我們所感興趣的是在聚合物中添加石墨烯時，橡皮泥以不同尋常的方式獲得了導電性。我們在其他復合材料中都沒有發現這種獨特的性質。G-putty將為傳感器制造開辟另一個全新的領域。”

(摘編自烯碳次訊)