下一代智能传感器材料
科学家们已经开发出可变色、灵活的光子晶体,可用于开发传感器,在下一次地震可能发生时发出警告。可穿戴、坚固且低成本的传感器可以对光、温度、应变或其他物理和化学刺激做出敏感响应,使其成为包括医疗保健和食品安全在内的一系列领域中具有成本效益的智能视觉传感应用的有前景的选择.
生产含有极少量石墨烯的光子晶体的方法产生了广泛的理想品质,其输出可直接被肉眼观察到。自然光下呈深绿色,拉伸后变为蓝色,加热后变为透明。
机械坚固但柔软、独立且灵活的聚合物基蛋白石包含溶液剥离的原始石墨烯。科学家们从蝴蝶翅膀、孔雀羽毛和甲虫壳的仿生能力中获得灵感,其中颜色来自结构而非色素。
其他应用包括用于智能包装的时间-温度指示器 (TTI),如果易腐烂的食品(例如食品或药品)经历了不希望的时间-温度历史,传感器会给出视觉指示。即使温度在 20 到 100 °C 之间的微小升高,晶体也非常敏感。
晶体的压力响应形状记忆特性对于生物识别和防伪应用具有吸引力。用裸手指按压晶体可以显示出高精度的指纹,显示出皮肤上清晰的脊线。光子晶体还可以用作组织支架,以了解人类生物学和疾病。如果用生物分子进行功能化,它们可以作为呼吸道病毒的高灵敏度即时检测设备,提供廉价、可靠、用户友好的生物传感系统。
传感器的机械变色响应允许它们作为身体传感器应用,有助于提高运动员的技术。这些传感器可用于腕带中,该腕带会改变颜色以向患者指示他们的医疗保健从业人员在进入检查室之前是否洗手。
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