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国际权威材料学期刊发表理学院化学系王亚培课题组研究成果
2015-09-28 15:09:22
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来源:理学院
编辑:裴诺

近日,中国人民大学理学院化学系王亚培课题组在液体传感器研究领域取得重要进展,研究成果在材料科学领域的国际权威期刊《先进材料》(Advanced Materials)上发表。

传感器是信息时代不可或缺的电子原件,人们日常生活使用的手机、电脑中都存在着各种不同功能的传感器。传统传感器主要由金属或者半导体等材料来制备,由于本质上的刚性特征,使其一旦受到过大的外力破坏,其传感性能一般难以恢复;另一方面,传感器的刚性结构,大大限制了其应用领域,在智能化,便携化需求与日俱增的今天,传统的传感器已经难以满足应用的需要。因此,开发出具备柔性和自修复能力的传感器十分必要。柔性和自修复也被定义为下一代传感器的重要特征。

为了解决传统传感器问题,王亚培课题组突破固体材料的禁锢,首次提出以具有热敏特性的离子液体作为传感基元,制备液体传感器件。利用液体在柔性和自修复上有着得天独厚的优势,来赋予传感器柔性和自修复性能,实现以液体为基础的下一代传感器的制备。

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自修复光传感芯片性能测试图

在该研究中,王亚培课题组将这种热敏流体与具有自修复功能的高分子基底相结合,制备出来具有自修复功能的传感器。基于离子液体的热敏特性,该课题首先得到了温度传感器,并进行了自修复性能的测试。然后通过光热,磁热转换的应用,又分别得到近红外光和电磁波传感器。如图1所示,自修复光传感芯片在808nm的近红外光照时能得到可重复的电学信号曲线,当它被刀直接切成两半(图中Breaking状态)后,传感性能被破坏,电路断开,电阻无穷大,但是通过简单的处理,在室温下对接后,传感性能便能很快恢复到破坏前水平,从而实现传感芯片的修复。

这一成果预计将大大延长传感器的使用寿命,减少电子产品更新过快带来的电子垃圾等问题,具有现实意义。

附注:

文章信息:Yonglin He, Shenglong Liao, Hanyu Jia, Yuanyuan Cao, Zhenning Wang, and Yapei Wang*, A Self-healing Electronic Sensor Based on Thermal-sensitive Fluids, Adv. Mater. 2015, 27, 4622-4627.

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