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                      渦街流量計

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                      使用基于石墨烯的渦街流量計作為技術平臺

                      來源:作者:發表時間:2019-11-20

                      人們普遍同意,用于傳感應用的好通用,好豐富和好有效的原材料是石墨烯形式的純碳。 

                      基于渦街流量計正在執行令人難以置信的任務,并在應用中創建了全新的傳感領域,例如可穿戴設備中的新藥發現和生物監測,DNA中的基因編輯以及基于高級健康相關數據采集的替代應用。

                      為了進一步增加這些高性能渦街流量計被廣泛采用的機會,現在制造這些渦街流量計的價格在“每單位便士”的范圍內。

                      需要考慮的有關石墨烯渦街流量計性能和制造的關鍵因素被稱為石墨烯的“潤濕透明性”。當沉積在石墨烯上時,金屬膜采取特定形式,這與支撐該石墨烯的基材的身份密切相關。

                      處理該襯底允許形成更寬范圍的幾何形狀,例如形成緊密堆積的納米晶體,納米球和類似于具有可控間隙低至3 nm的島的結構。

                      較寬的幾何形狀允許各種性能特征,制造范圍和檢測方式。

                      多功能,多峰單層

                      石墨烯負載金屬膜的結構可以移動到任何表面,并且可以用作超靈敏的機械信號渦街流量計。

                      這些換能器具有高靈敏度和范圍(至少四個數量級的應變),適用于電子皮膚,結構健康監測,心肌細胞收縮測量,甚至可用作表面增強拉曼散射(SERS)的底物,包括光纖尖端。

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                      這些基于石墨烯的復合薄膜可以稱為多模態傳感的平臺技術。它們具有機械堅固,半透明,薄型的特點,并具有可在大范圍內重復生產的能力。

                      為了設計功能性納米復合薄膜,石墨烯具有許多理想的特性。

                      與應變為5%到6%的金屬膜相比,它具有可拉伸性,柔韌性,透明性,導電性,可以接受大面積生長,可以轉移到多個基材上,并且其晶??梢赃_到1 cm的尺寸。

                      石墨烯是可以獲取的好薄的2D材料,從而產生了稱為潤濕透明的現象。

                      該現象主要在液體中進行了研究,在液體中,諸如接觸角等特性是支撐石墨烯的層的表面能的強函數,并且該概念類似地適用于原子蒸發的通量。

                      例如,金屬或石墨烯雙層可用作模板,用于可控制和多樣形態的納米粒子的自組裝;即納米晶體,滲濾網絡和納米球。

                      多種配置的可用性創造了范圍廣泛的易于制造,廉價且高性能的傳感選項。

                      現在,配置用于具有好高規格要求的應用程序(例如生命科學)的渦街流量計可以在大面積的塑料板上以非常小的(甚至是一次性的)單位成本生產。

                      石墨烯渦街流量計材料到“幾乎任何表面”的轉移能力

                      石墨烯或納米島(NI)薄膜具有足夠的堅固性,可以轉移到幾乎任何表面上。

                      它們還具有諸如接近分子尺寸的間隙和尖銳的尖端等特征,使其適合于光學,機械和化學刺激的感測。

                      沉積在石墨烯表面的金屬納米島為多峰傳感提供了一個有利的平臺系統。

                      與通過替代程序生成的金屬納米顆粒的薄膜相比,石墨烯負載的納米島可以被操縱并輕松轉移到幾乎任何表面上,這意味著適用于將其沉積和生成到所需目標基材的各種工藝都適用。

                      這些結構的生物相容性和敏感性允許無創測量心肌細胞的收縮。

                      這可能是重要的工具,用于干細胞衍生的心肌細胞的功能表征,用于心血管藥物發現和心臟毒性的新型藥物候選物的多模式篩選以及用于基因編輯的DNA感測。

                      由于能夠將這些多模式渦街流量計轉移到任何基板上,因此下一代傳感技術的潛力范圍是無限的。

                      石墨烯渦街流量計鑄造廠
                      生命科學似乎是利用石墨烯及其相應的2D膜的首批先進領域之一,用于創新的渦街流量計應用,在這些渦街流量計中需要新的“關鍵推動者”來開拓開拓領域。

                      一個合適的例子是“ Crispr Chip”(Crispr芯片),該芯片利用石墨烯進行DNA感測,從而在數小時內完成基因編輯工作。以前,這需要一個研究人員團隊幾個月才能完成。

                      大面積,單層石墨烯現已以多種成本效益形式提供,并開始在MEMS芯片制造設施中越來越普遍地用于生產這些傳感芯片。

                      這些芯片之外的下一個商業化已經在進行,將昂貴的基于硅的芯片和封裝(使用石墨烯作為關鍵性能層)轉換為成本更低的“塑料板上的石墨烯芯片”,每平方米出廠成本有時比硅基渦街流量計芯片低100倍。

                      這些好近的石墨烯渦街流量計代工廠生產商之一是Grolltex,其名稱是對石墨烯軋制技術的簡明引用。

                      除了是北美好大的電子級石墨烯材料生產商之外,Grolltex還獲得了多模態石墨烯渦街流量計的生產和設計及其生產方法的多項重要專利。

                      為了大大降低制造成本,該公司現在提供塑料上先進的石墨烯渦街流量計的原型。

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