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      涡街流量计

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      使用基于石墨烯的涡街流量计作为技术平台

      来源:作者:发表时间:2019-11-20

      人们普遍同意,用于传感应用的好通用,好丰富和好有效的原材料是石墨烯形式的纯碳。 

      基于涡街流量计正在执行令人难以置信的任务,并在应用中创建了全新的传感领域,例如可穿戴设备中的新药发现和生物监测,DNA中的基因编辑以及基于高级健康相关数据采集的替代应用。

      为了进一步增加这些高性能涡街流量计被广泛采用的机会,现在制造这些涡街流量计的价格在“每单位便士”的范围内。

      需要考虑的有关石墨烯涡街流量计性能和制造的关键因素被称为石墨烯的“润湿透明性”。当沉积在石墨烯上时,金属膜采取特定形式,这与支撑该石墨烯的基材的身份密切相关。

      处理该衬底允许形成更宽范围的几何形状,例如形成紧密堆积的纳米晶体,纳米球和类似于具有可控间隙低至3 nm的岛的结构。

      较宽的几何形状允许各种性能特征,制造范围和检测方式。

      多功能,多峰单层

      石墨烯负载金属膜的结构可以移动到任何表面,并且可以用作超灵敏的机械信号涡街流量计

      这些换能器具有高灵敏度和范围(至少四个数量级的应变),适用于电子皮肤,结构健康监测,心肌细胞收缩测量,甚至可用作表面增强拉曼散射(SERS)的底物,包括光纤尖端。

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      这些基于石墨烯的复合薄膜可以称为多模态传感的平台技术。它们具有机械坚固,半透明,薄型的特点,并具有可在大范围内重复生产的能力。

      为了设计功能性纳米复合薄膜,石墨烯具有许多理想的特性。

      与应变为5%到6%的金属膜相比,它具有可拉伸性,柔韧性,透明性,导电性,可以接受大面积生长,可以转移到多个基材上,并且其晶粒可以达到1 cm的尺寸。

      石墨烯是可以获取的好薄的2D材料,从而产生了称为润湿透明的现象。

      该现象主要在液体中进行了研究,在液体中,诸如接触角等特性是支撑石墨烯的层的表面能的强函数,并且该概念类似地适用于原子蒸发的通量。

      例如,金属或石墨烯双层可用作模板,用于可控制和多样形态的纳米粒子的自组装;即纳米晶体,渗滤网络和纳米球。

      多种配置的可用性创造了范围广泛的易于制造,廉价且高性能的传感选项。

      现在,配置用于具有好高规格要求的应用程序(例如生命科学)的涡街流量计可以在大面积的塑料板上以非常小的(甚至是一次性的)单位成本生产。

      石墨烯涡街流量计材料到“几乎任何表面”的转移能力

      石墨烯或纳米岛(NI)薄膜具有足够的坚固性,可以转移到几乎任何表面上。

      它们还具有诸如接近分子尺寸的间隙和尖锐的尖端等特征,使其适合于光学,机械和化学刺激的感测。

      沉积在石墨烯表面的金属纳米岛为多峰传感提供了一个有利的平台系统。

      与通过替代程序生成的金属纳米颗粒的薄膜相比,石墨烯负载的纳米岛可以被操纵并轻松转移到几乎任何表面上,这意味着适用于将其沉积和生成到所需目标基材的各种工艺都适用。

      这些结构的生物相容性和敏感性允许无创测量心肌细胞的收缩。

      这可能是重要的工具,用于干细胞衍生的心肌细胞的功能表征,用于心血管药物发现和心脏毒性的新型药物候选物的多模式筛选以及用于基因编辑的DNA感测。

      由于能够将这些多模式涡街流量计转移到任何基板上,因此下一代传感技术的潜力范围是无限的。

      石墨烯涡街流量计铸造厂
      生命科学似乎是利用石墨烯及其相应的2D膜的首批先进领域之一,用于创新的涡街流量计应用,在这些涡街流量计中需要新的“关键推动者”来开拓开拓领域。

      一个合适的例子是“ Crispr Chip”(Crispr芯片),该芯片利用石墨烯进行DNA感测,从而在数小时内完成基因编辑工作。以前,这需要一个研究人员团队几个月才能完成。

      大面积,单层石墨烯现已以多种成本效益形式提供,并开始在MEMS芯片制造设施中越来越普遍地用于生产这些传感芯片。

      这些芯片之外的下一个商业化已经在进行,将昂贵的基于硅的芯片和封装(使用石墨烯作为关键性能层)转换为成本更低的“塑料板上的石墨烯芯片”,每平方米出厂成本有时比硅基涡街流量计芯片低100倍。

      这些好近的石墨烯涡街流量计代工厂生产商之一是Grolltex,其名称是对石墨烯轧制技术的简明引用。

      除了是北美好大的电子级石墨烯材料生产商之外,Grolltex还获得了多模态石墨烯涡街流量计的生产和设计及其生产方法的多项重要专利。

      为了大大降低制造成本,该公司现在提供塑料上先进的石墨烯涡街流量计的原型。

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