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- 像孔雀一樣：下一代智能傳感器的寶石
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/9/16
科學家從蝴蝶翅膀和孔雀羽毛的仿生學中汲取了靈感，開發(fā)出一種類似蛋白石的創(chuàng)新材料，該材料可能成為下一代智能傳感器的基石。
由薩里大學和薩塞克斯大學領導的國際科學家團隊開發(fā)了變色的柔性光子晶體，可用于開發(fā)傳感器，以警告下一次地震可能發(fā)生。
可穿戴，堅固且低成本的傳感器可以對光，溫度，應變或其他物理和化學刺激做出敏感響應，使其成為醫(yī)療保健和食品安全等眾多領域中具有成本效益的智能視覺傳感應用的極有希望的選擇。
在《高級功能材料》雜志上發(fā)表的一項研究中，研究人員概述了一種生產(chǎn)包含微量石墨烯的光子晶體的方法，該方法可產(chǎn)生各種理想質量，并且可以用肉眼直接觀察到輸出。
在自然光線下呈強烈的綠色，這種用途極為廣泛的傳感器在拉伸時會變成藍色，或者在加熱后變成透明。
薩里大學工程與物理科學學院軟物質物理講師Izabela Jurewicz博士說：“這項工作首次提供了機械上堅固但柔軟，獨立和靈活的，基于聚合物的蛋白石的實驗證明，該蛋白石包含溶液-這些原始晶體看起來很漂亮，但我們對它們可能對人們的生活產(chǎn)生巨大影響也感到非常興奮�！�
薩塞克斯大學數(shù)學與物理科學學院實驗物理教授艾倫·道爾頓（Alan Dalton）說：“我們的研究是從蝴蝶翅膀，孔雀羽毛和甲殼蟲驚人的仿生能力中獲得靈感的，而這些模仿者的顏色來自結構和結構。不是來自顏料。盡管自然界已經(jīng)在數(shù)百萬年的時間里開發(fā)出了這些材料，但我們卻在更短的時間內逐漸追趕�！�
在它們的許多潛在應用中有：
用于智能包裝的時間溫度指示器（TTI）-如果易腐食品（例如食品或藥品）經(jīng)歷了不希望的時間-溫度歷史記錄，則傳感器能夠給出視覺指示。晶體對溫度在20到100攝氏度之間的微小升高非常敏感。
指紋分析-它們的壓力響應形狀記憶特性對于生物識別和防偽應用很有吸引力。裸露的手指按壓晶體可以顯示出高精確度的指紋，從皮膚可以看到清晰的山脊。
生物傳感—光子晶體可用作組織支架，以了解人類生物學和疾病。如果使用生物分子功能化，可以用作呼吸道病毒的高度靈敏的即時檢驗設備，從而提供廉價，可靠，用戶友好的生物傳感系統(tǒng)。
生物/健康監(jiān)測-傳感器的機械變色響應使其可以用作人體傳感器，從而有助于改進體育運動員的技術。
醫(yī)療保健安全性—科學家建議可以將傳感器用于腕帶，該腕帶會改變顏色，以告知患者其醫(yī)護人員在進入檢查室之前是否已經(jīng)洗手。
該研究借鑒了材料物理小組（蘇塞克斯大學）在二維納米材料液體加工方面的專業(yè)知識，Soft Matter Group（薩里大學）在聚合物膠體方面的經(jīng)驗，并將其與先進技術研究所在光學建模方面的專業(yè)知識相結合。復雜的材料。兩家大學都與總部位于蘇塞克斯的公司Advanced Materials Development（AMD）Ltd合作，將這項技術商業(yè)化。
薩里大學軟物質物理教授約瑟夫·科迪說：“聚合物顆粒用于制造日常對象，例如油墨和油漆。在這項研究中，我們能夠以與可見光波長相當?shù)木嚯x精細分布石墨烯。并展示了添加少量的二維奇觀材料如何導致新興的新功能�！�
Advanced Materials Development（AMD）Ltd.首席執(zhí)行官John Lee表示：“鑒于這些晶體的多功能性，該方法代表了一種簡單，廉價且可擴展的方法，可生產(chǎn)注入多功能石墨烯的合成蛋白石，并為新型納米材料開辟了令人興奮的應用領域基于光子學。我們很高興能夠在不久的將來將其推向市場�！�
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