Elektronische skins gebaseerd op quasi-2D microcapsulenetwerken. A) Regeling van de productie van grafeenmicrocapsules via een zachte landingsmethode. B) op mesh gebaseerde cascadegrootte-uitsluitingsdiameterfracties van microcapsules. Inzet, optisch beeld van grafeenmicrocapsule gevangen door 500 µm staaldraadgaas. C) Bouw van
Momenteel is veel van het onderzoek naar op nanocomposiet gebaseerde sensoren gerelateerd aan niet-duurzame materialen. Dit betekent dat deze apparaten bijdragen aan plastic afval wanneer ze niet meer in gebruik zijn. Een nieuwe studie, gepubliceerd op 28 juni in Geavanceerde functionele materialenlaat voor het eerst zien dat het mogelijk is om moleculaire gastronomieconcepten te combineren met biologisch afbreekbare materialen om apparaten te creëren die niet alleen milieuvriendelijk zijn, maar ook het potentieel hebben om beter te presteren dan de niet-duurzame.
Wetenschappers gebruikten zeewier en zout, twee veelgebruikte materialen in de restaurantindustrie, om grafeencapsules te maken die bestaan uit een vaste laag zeewier/grafeengel rond een kern van vloeibare grafeeninkt. Deze techniek is vergelijkbaar met de manier waarop Michelin-sterrenrestaurants capsules serveren met een vaste zeewier-/frambozenjamlaag rond een vloeibare jamkern.
In tegenstelling tot de capsules van de moleculaire gastronomie zijn de grafeencapsules echter erg gevoelig voor druk; dus wanneer ze worden samengedrukt of samengedrukt, veranderen hun elektrische eigenschappen drastisch. Dit betekent dat ze kunnen worden gebruikt als zeer efficiënte spanningssensoren en dat ze de creatie van slimme draagbare skin-on-apparaten kunnen vergemakkelijken voor zeer nauwkeurige, real-time biomechanische en vitale functiesmetingen.
Dr. Dimitrios Papageorgiou, docent materiaalkunde aan de Queen Mary University of London, zei: “Door een baanbrekende combinatie van culinair kunstenaarschap en geavanceerde nanotechnologie te introduceren, hebben we de buitengewone eigenschappen benut van nieuw gecreëerde microcapsules van zeewier en grafeen die de mogelijkheden van draagbare elektronica.
“Onze ontdekkingen bieden een krachtig raamwerk voor wetenschappers om nanocomposiet draagbare technologieën opnieuw uit te vinden voor zeer nauwkeurige gezondheidsdiagnostiek, terwijl onze inzet voor recyclebare en biologisch afbreekbare materialen volledig is afgestemd op milieubewuste innovatie.”
Dit onderzoek kan nu door andere laboratoria als blauwdruk worden gebruikt om de rekdetectie-eigenschappen van vergelijkbare materialen te begrijpen en te manipuleren, waardoor het concept van op nano gebaseerde draagbare technologieën naar nieuwe hoogten wordt getild.
De milieu-impact van plastic afval heeft een diepgaand effect gehad op ons levensonderhoud en er is behoefte aan toekomstige op plastic gebaseerde epidermale elektronica om te evolueren naar meer duurzame benaderingen. Het feit dat deze capsules zijn gemaakt van recyclebare en biologisch afbreekbare materialen, kan van invloed zijn op de manier waarop we denken over draagbare sensoren en het effect van hun aanwezigheid.
Dr. Papageorgiou zei: “We zijn ook erg trots op de samenwerking tussen de groep van Dr. Conor Boland van de Universiteit van Sussex en mijn groep van de Queen Mary University of London die dit baanbrekende onderzoek heeft aangewakkerd. Deze samenwerking is een voorbeeld van de kracht van wetenschappelijke samenwerking. , het samenbrengen van diverse expertise om de grenzen van innovatie te verleggen.”
Meer informatie:
Adel KA Aljarid et al, Smart Skins gebaseerd op geassembleerde piëzoresistieve netwerken van duurzame grafeenmicrocapsules voor gezondheidsdiagnostiek met hoge precisie, Geavanceerde functionele materialen (2023). DOI: 10.1002/adfm.202303837
Tijdschrift informatie:
Geavanceerde functionele materialen
Aangeboden door Queen Mary, Universiteit van Londen
