近年来,石墨烯因其厚度最幼、通明、热导率和电导率高、机械强度高、长径比高、沉量轻以及对各类职能化的优良节造而成为最受关注的纳米电子器件资料。
此表,它有效地取代了早期基于大型集成电路(IC)的传感器,这些传感器大多是带有硅衬底或矩阵的半导体,以及沉积在其上的导电金属纳米颗粒,以形成陆续的导电蹊径。然而,原始石墨烯的零带隙可调性使其分歧于半导体。有几种步骤能够打开多层石墨烯及其复合伙料的带隙。
柔性是可穿戴电子设备的另一个梦想个性,能够通过参与聚合物来实现。聚合物如PDMS、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚酰亚胺(PI)宽泛用于必要高柔性和机械机能的产品中。
此表,还有一些导电聚合物,例如聚苯胺(PANI)、聚乙炔(PA)、聚吡咯(PPy)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS),它们必要极少量甚至不必要金属纳米颗粒来形成导电通路。
在上述聚合物中,聚二甲基硅氧烷(PDMS)性质类似,两者都拥有化学惰性、光学通明、疏水性,且大多拥有生物相容性,因而PDMS与石墨烯形成复合伙料的资料。此表,已知PDMS与纳米填料形成强界面结合。这些复合伙料可以为目前可用的健康手环、葡萄糖传感器和智能腕表增长新的维度,用于监测人体生理状态的响应性和正确性。
01、石墨烯的纳米粉体
纳米粉末大局的石墨烯维持了其优异的离子承载能力。此表,粉末石墨烯能够在不粉碎其导电网络的情况下,利用其衬底的高柔韧性进行调节。激光诱导多职能石墨烯粉末可沉积在柔性PDMS/PI基底上,造成血糖传感电化学传感器。
同样,带有石墨烯纳米粉的超弹性波纹PDMS基板也用于柔性应变传感器。波纹PDMS基板在应变下的拉伸和挤压会影响石墨烯粉末网络的导电性。挤压会增长电阻,而拉伸会降低电阻。
02、还原氧化石墨烯(rGO)
rGO比原始石墨烯便宜,但在类似个性上差距很幼。使用rGO的优势在于其高比表表积,这在基于吸收的传感利用中至关沉要。表表积越大,指标化学品或气体的吸收量越高。这将提高丈量值的精确度、线性度和循环不变性。
此表,它还能够引入更多的二次传感资料,从而加强其多职能化能力。使用沉积在碳纳米管(CNT)和PDMS复合基底上的rGO涂层二氧化硅(SiO2)纳米球、葡萄糖氧化物和Nafion溶液检测汗液中的葡萄糖;У缱杵宕衅饔蓃GO和氧化锌(ZnO)纳米棒造成。
03、石墨烯纳米片(GNP)
GNP的尺寸幼于一微米,均匀密度在0.2到0.4 g/cm3之间。与石墨烯纳米粉相比,GNP的尺寸更大,因而拥有很高的稳重性和沉复性。GNP/聚己内酯(PCL)混合物与PDMS遮掩用于乙醇蒸汽的化学电阻检测。GNPs、铂纳米颗粒(Pt NPs)和硅橡胶复合伙料可用作聚合物电解质膜燃料电池催化剂。
04、石墨烯量子点(GQD)
GQD是尺寸幼于100nm的石墨烯纳米颗粒;贕QDs/PDMS的传感器用于量化卵巢癌生物象征物CA-125抗原。这些传感器由带有3-氨基丙基三甲氧基硅烷(APTMS)职能化GQDs层的氨基建饰玻璃芯片组成,GQDs层使用化学发光共振能量转移过程捕获CA-125抗原的抗体。



