石墨烯的應(yīng)用(最新版)
石墨烯由于具有極高的力學(xué)性能和電學(xué)性能,在作為聚合物基體的增強(qiáng)功能化添加劑方面被認(rèn)為據(jù)有廣泛的研究前景。石墨烯的添加不僅有利于聚合物基體電性能,熱傳導(dǎo)性能的改善,對(duì)于提高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,改善復(fù)合材料力學(xué)性能也具有重大意義。
如今的石墨烯是一種用途非常廣泛的“神奇材料”,由碳原子以sp2;雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。不過(guò)現(xiàn)在它增加了一個(gè)新的用途,在檢測(cè)食物是否變質(zhì)的傳感器中檢測(cè)活性。
當(dāng)將由此產(chǎn)生的裝置放在任何一種食物的樣品附近時(shí),任何存在的組胺分子都會(huì)與石墨烯上的抗體結(jié)合,阻止電子的轉(zhuǎn)移。這增加了材料的電阻--存在的分子數(shù)量越多,電阻越大。
該傳感器由愛(ài)荷華州立大學(xué)和伊利諾伊州西北大學(xué)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合開(kāi)發(fā),重要一環(huán)就是將石墨烯電極氣溶膠噴印到柔性聚合物基底上。科學(xué)團(tuán)隊(duì)隨后利用化學(xué)手段將組胺抗體(histamine antibodies)整合到石墨烯上。雖然組胺更常見(jiàn)于檢測(cè)過(guò)敏反應(yīng),但變質(zhì)的肉或魚(yú)也會(huì)放出組胺。
因此在通電之后,科學(xué)家就能成功檢測(cè)到電阻,從而確定組胺水平。在目前的形式下,該傳感器可以檢測(cè)到濃度低至百萬(wàn)分之 3.41 的組胺。為方便起見(jiàn),美國(guó)食品和藥物管理局將魚(yú)的變質(zhì)定義為超過(guò)百萬(wàn)分之 50 的任何物質(zhì)。
該傳感器的生產(chǎn)成本并不是很高,非常容易進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。此外科學(xué)團(tuán)隊(duì)還表示,通過(guò)將組胺抗體替換為其他類(lèi)型的抗體,該系統(tǒng)還可以額外用于檢測(cè)有害細(xì)菌或疾病相關(guān)的生物標(biāo)志物等。
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