普通食物转化成的石墨烯,要不要咬一口?

分享到:

  莱斯大学的科学家们曾经研发出激光诱导石墨烯(LIG),而现在他们改进了技术,研制出了可能成为新一代食用电子产品的技术。

  在莱斯实验室内,化学家James Tour曾经把普通饼干转化成了石墨烯,而今他正在研究如何将石墨烯融入食物和其他材料,以便将导电标识和传感器快速嵌入产品本身。

File 5a90412e7b778 from gallery
  “这不是墨水,”Tour表示。“这就是把材料本身,(用技术)将其转换成石墨烯。”

  整套流程延伸了Tour实验室提出的论点,即任何具有适当碳含量的物质都可以变成石墨烯。近年来,该实验室使用商业激光技术来转化廉价聚合物膜的顶层,用来制造石墨烯泡沫。新的方法就是在此基础上开发和扩展的。

0 (1)
  图丨博士生Yieu Chyan(左)和Tour教授(右)

  泡沫由石墨烯(二维碳结构)的微观交联薄片组成。激光诱导石墨烯可以被写入目标材料中,用途包括超级电容、燃料电池中的电催化剂、射频识别(RFID)天线和生物传感器,同时还有其他潜在应用。

  美国化学学会期刊《ACS Nano》刊登了这项新的成果,激光诱导石墨烯可以融入纸张,纸板,布料,煤炭和某些食物中,甚至包括烤面包片。美国空军研究实验室支持了这项研究。

  “很多时候,在我们没有将某些东西变为现实的时候,它的优点是不为人知的。”Tour说。“在未来,也许所有的食物都会有一个微小的RFID标签,可以告诉你它曾去过哪里,存放的时间,来自哪个国家和城市,以及到达餐桌的途径。”

0 (2)
  图丨准备将样品表面转化为激光诱导石墨烯

  他表示,激光诱导石墨烯标签也可以成为传感器,来检测食物上的大肠杆菌或其他微生物。“它们可以亮起,传达出一个信号—不要食用这个食物,”Tour说。“这些(信息)不再需要用食物包装上的标签,而是用食物本身。”

  研究人员利用散焦光束和多重激光,可将石墨烯图案蚀刻在布料、纸张、土豆、椰子壳、软木和烤面包片上。面包要首先经过烘烤以“碳化”表面。整个过程在空气中和室温下就可以进行。

  “在某些情况下,多重激光可能会产生两步反应,”Tour表示。“首先,激光将目标表面光热转化为无定形碳。在随后的激光传递过程中,红外线的选择性吸收将无定形碳转变为石墨烯。我们发现波长的影响很明显。”

  研究人员发现,单纯地增大激光功率,并不能在椰子壳或其它有机材料上制造出更好的石墨烯,他们便把注意力转向了多重激光和散焦。通过调整流程,他们在经过两次激光照射的椰子壳上,刻制了一个“R”形微型超级电容。

  在一次光栅扫描中,更宽的光束允许对目标上的每个点进行多次激光照射,因此散焦激光可以加速很多材料的蚀刻过程。Tour表示,这允许我们对产品进行精细控制。散焦使他们能够将之前不适合的聚醚酰亚胺转化为石墨烯。

0 (3)
  图丨在添加了阻燃剂的布料上,刻着一只石墨烯猫头鹰

  “我们还发现在面包,纸张或布料中加入阻燃剂,可以促进无定形碳的形成,”该论文的联合主要作者,莱斯大学研究生Yieu Chyan说。“现在我们可以将所有材料都置于空气中,直接进行转换,无需使用可控气氛箱或更复杂的方法。”

  Tour表示,所有目标材料的共同点似乎都是木质素。木质素是一种构成刚性细胞壁的复杂有机聚合物,早期的一项研究用它作为在烤干木材中烧制石墨烯的碳前体。软木,椰子壳和土豆皮含有更多的木质素,这使得它们更容易转换成石墨烯。

  可穿戴电子产品可能是该技术的早期市场。Tour说,“这项技术可以将导电迹线放在衣服上,无论你是想加热衣服,还是加入传感器或者导电图案。”

继续阅读
现在,宠物也拥有专属的无人机和智能项圈啦

  科技的发展不仅造福人类,随着宠物日益受到重视,相关的新奇科技也不断推陈出新。位于伦敦的Haseltine Lake是专利商标代理事务所,透过他们公布的专利申请项目,可以一窥极具未来主义的宠物相关科技。

超级英雄拯救世界?比他们更快的是城市物联网

  今年早些时候,美国的50个州、5个地区和哥伦比亚特区都选用了FirstNet,这是第一个面向公众的全国性通信平台,致力于为全国各地的第一响应者服务。FirstNet将公共安全能力与物联网相结合,为创造更智慧的城市和更高效的响应创造了机会。

科学家发明可降解传感器,智能医疗再进一分

在英国《自然·电子学》杂志14日在线发表的一篇动物研究论文中,美国科学家介绍了一种可移植、可伸展的应变及压力传感器,可以在有效使用期结束后自然降解。

人民日报解读无人机管理条例:实名登记,完善监管

天津宝坻区,一块18万平方米的无人机综合验证场,无人机试飞、载荷验证、培训、科普等系列服务都可进行,解决了不少无人机生产企业的痛点。

特斯拉再出祸车祸,驾驶员当场死亡

5月15日据国外媒体报道,当地时间本周一瑞士当地消防部门表示,一辆特斯拉电动汽车由于发生事故汽车导致电池起火,致使驾驶员当场死亡。

©2018 Microchip Corporation
facebook google plus twitter linkedin youku weibo rss