ReSURF:突破性超快、可拉伸、自愈、可回收传感器
新加坡国立大学,新加坡
新加坡国立大学研究人员开发的ReSURF传感器采用多功能材料,形成自组装疏水表面——灵感源自人类皮肤油性保护层。(图片:NUS设计与工程学院)
清洁安全的水对人类健康福祉至关重要。也在粮食安全、高科技产业和可持续城市化中扮演关键角色。然而,快速准确检测污染在世界许多地区仍是重大挑战。新加坡国立大学(NUS)研究人员开发的突破性新设备有望显著推进水质监测和管理。
NUS设计与工程学院材料科学与工程系Benjamin Tee副教授领导的团队,从人类皮肤油性保护层的生物功能获灵感,将此概念转化为一种多功能材料ReSURF,能自发形成疏水界面。
这种新材料可通过快速微相分离法制备,自主自愈且可回收。研究人员将材料融入摩擦纳米发电机(TENG),利用水滴运动能量产生电荷。由此产生的设备(ReSURF传感器)可作为水质监测器应用。
“ReSURF传感器能检测多种污染物,如油类和氟化化合物,这对许多现有传感器具有挑战性。这种能力结合自供电、自愈、可重复使用和可回收等独特特性,使ReSURF成为实时、现场、可持续水质监测的可持续解决方案,”Tee说。
团队的ReSURF材料设计和新型水质传感器性能发表在《Nature Communications》科学期刊。
现有水质监测技术如电化学传感器、光学检测系统和生物传感器,在检测重金属、磷和微生物污染等特定应用中有效。
然而,这些技术常面临响应慢、成本高、依赖外部试剂或电源、可重复使用性有限、需笨重实验室设备或专用仪器等局限。
NUS团队开发的ReSURF传感器有效克服这些挑战,特别是在现场实时水质感应方面。自供电设备展示约6毫秒检测水污染物能力(约眨眼速度的40倍)。
此外,ReSURF传感器设计为自愈和可回收,使其成为可持续、低维护解决方案。因可拉伸透明,材料易集成到柔性平台,包括软体机器人和可穿戴电子,区别于传统感应材料。
再者,ReSURF材料作为传感器提供环保方案,因其在溶剂中溶解易回收,可在新设备中重复使用而不损失性能。
更多信息请联系:Zhi Hui Poo,This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.;+65 651-65-399。
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