Красивая, как павлин: камень для следующего поколения интеллектуальных датчиков

Ученые черпали вдохновение из биомимикрии крыльев бабочки и павлиньи перья, чтобы разработать инновационный опал-как материал, который может стать основой следующего поколения интеллектуальных датчиков.

Международная группа ученых, возглавляемая университетов Суррея и Сассекса, разработал изменения цвета, гибкие фотонные кристаллы, которые могут быть использованы для разработки датчиков, которые предупреждают, когда землетрясение может ударить в следующий раз.

Носки, надежные и недорогие датчики могут чутко реагировать на свет, температуру, деформации и другие физические и химические раздражители, что делает их весьма перспективным вариантом для экономичных приложений для смарт-визуального зондирования в ряде секторов, включая здравоохранение и безопасность пищевых продуктов.

В исследовании, опубликованном в журнале Advanced функциональных материалов, исследователям наметить способ получения фотонных кристаллов, содержащих крохотное количество графена в результате чего в широком диапазоне желательных качеств с выходами непосредственно наблюдаемой невооруженным глазом.

Интенсивно-зеленого цвета при естественном освещении, чрезвычайно универсальный датчик меняет цвет на синий, когда растягиваются и становятся прозрачными при нагревании.

Доктор Изабела Юревич, преподаватель в мягкой материи физики в Университете Суррея факультет инженерных и физических наук, сказал: «Эта работа является первым экспериментальным свидетельством механически прочный, но мягкий, свободно стоящей и гибкой полимерной основе опалов, содержащих решение-вспученный первозданный графен. Хотя эти кристаллы красивы, чтобы смотреть на, мы также очень взволнованы огромное влияние они могут внести в жизнь людей.»

Алан Далтон, профессор экспериментальной физики в Университете Сассекса Школа математических и физических наук, сказал: «»Наши исследования здесь взял вдохновение от удивительной способности биомимикрии в крылья бабочки, павлиньи перья и жук снарядов, где цвет зависит от структуры, а не от пигментов. В то время как природа развила эти материалы на протяжении миллионов лет постепенно догоняют их в гораздо более короткий срок».

Среди них много потенциальных применений:

• Температурно-временные показатели (ТТИ) для интеллектуальных упаковка — датчики способны дать визуальную индикацию, если скоропортящиеся товары, такие как продукты питания или лекарственные препараты, испытывали нежелательные температурно-временной истории. Кристаллы очень чувствительны даже к небольшому повышению температуры между 20 и 100 ° С.
• Анализ отпечатков пальцев-их давление реагирует с памятью формы характеристики привлекательны для биометрических и анти — подделывать приложений. Нажав на кристаллы с помощью прикосновения пальца может выявить отпечатки пальцев с высокой точностью показывает четко определенными хребтами из кожи.
• Био-зондирования — фотонных кристаллов могут быть использованы как носители ткань для понимания биологии человека и болезнь. Если функционализированные с биомолекулами могут выступать в качестве высокочувствительных медицинских испытаний устройства для респираторных вирусов, предлагающих недорогие, надежные и удобные системы биосигналов.
• Био/мониторинг здоровья — датчики mechanochromic ответ позволяет их применение в качестве сенсоров тела, которые могли бы помочь улучшить технику в спортивных игроков.
• Здравоохранение безопасность — ученые предполагают, датчики могут быть использованы в запястье, которая меняет цвет, чтобы указать, для пациентов, если их врача умывает руки перед входом в экзаменационный зал.

Исследование основано на материалах физики группы (университет Сассекса) опыт в жидком обработки двумерных наноматериалов, мягкого материала группы (Университет Суррея) опыт в полимерных коллоидов и объединяет его с опытом на передовой Технологический институт оптического моделирования сложных материалов. Оба университета работают с Суссекс-компания перспективных разработок материалов (АМД) Ltd, чтобы коммерциализировать технологию.

Джозеф Keddie, профессор физики мягкой материи в Университете Суррея, сказал: «частицы полимера, используемого для изготовления предметов быта, таких как чернила и краски. В данном исследовании мы имели возможность точно распределить графена на расстояниях, сравнимых с длиной волны видимого света и показал, как добавлять небольшое количество двумерного чудо-материала ведет к появлению новых возможностей.»

Джон Ли, исполнительный директор развития современных материалов (АМД) Ltd, сказал: «учитывая универсальность этих кристаллов, этот метод представляет собой простой, недорогой и масштабируемый подход для того чтобы произвести многофункциональный графена переплетаются синтетических опалов и открывает увлекательных приложений для нового наноматериала на основе фотоники. Мы очень рады быть в состоянии принести его на рынок в ближайшем будущем».

сделать разницу: спонсорские возможности