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曼彻斯特大学:开发出能够彻底改变物联网的石墨烯传感器

近日报道,曼彻斯特大学的研究人员通过在石墨烯的衍生物创建灵活的异质结构,该团队开发了用于遥感的湿度传感器嵌入到RFID中的石墨烯传感器,这些传感器有望彻底改变物联网。

1月8日,《科学报告》(Scientific Reports)在线发表了曼彻斯特大学的研究人员已经设计出可嵌入到RFID中的石墨烯传感器的最新研究成果。该论文题为“Graphene Oxide Dielectric Permittivity at GHz and Its Applications for Wireless Humidity Sensing”

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曼彻斯特大学的研究人员已经设计出嵌入到RFID中的石墨烯传感器,这些传感器有望彻底改变物联网(IoT)。

通过在石墨烯上层叠石墨烯(石墨烯的衍生物)以创建灵活的异质结构,该团队开发了用于遥感的湿度传感器,并具有连接到任何无线网络的能力。

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石墨烯是一种二维材料,世界上首次发现是在2004年的曼彻斯特大学,它比钢材料更强,重量轻、灵活,且导电性比铜强。自那时以来,石墨烯的家族材料,其他2-D材料逐渐已被发现,并且相关研究正继续增长。

使用石墨烯和其他二维材料,科学家可以对这些材料进行分层,类似于乐高积木堆叠在一个精确选择的序列中,称为范德瓦尔斯异质结构,以创造符合特定用途的高性能结构。

正如研究人员在《Scientific Reports》杂志中报道的那样,这种开发的突破性本质是,这种传感器可以以非常低的成本逐层打印,以实现可伸缩和大规模生产。该设备也不需要电池电源,因为它从接收器获得电力。

具有RFID使能器的传感器是物联网的核心。这个新的技术可以提供各种应用,如对湿度、食品安全、卫生保健和核废料敏感的制造过程的免电池智能无线监测。

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在纸基材上印刷的石墨烯RFID天线上的GO层的SEM视图。(a)大视图和(b)放大视图,层从上到下依次为GO,印刷石墨烯和纸。


新开发的技术有可能简化通过其无线系统收集信息的方式,也不限于特定的无线网络,并且能够与包括WiFi5G网络兼容。

负责这项工作的Zhirun Hu博士说:激动人心的是,这个新的应用并没有到此为止,而是带来了这种技术与其他二维材料相结合的未来可能性,开创了无线传感应用的新局面。

获得诺贝尔物理学奖并该协调项目的Sir Kostya Novoselov教授补充道:它是打印技术在几个二维材料来共同创造一个功能设备立即适用于工业应用的第一个例子。物联网是科技发展迅速的一部分,我相信二维材料将在那里发挥重要作用。

相关论文全文发表在 Scientific Reports 8, Article number: 43 (2018)(DOI: 10.1038/s41598-017-16886-1)上


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