智能材料制作的薄膜有机传感器

压电材料的出现在传感技术领域掀起一场革命。那些对机械变化有着内在反应的设备即所谓的“智能”材料将大量应用于医药、工程、飞行及航天等需要跟踪或监测设备运作状况的领域。世界各地都在努力寻找适合的压电材料,以制造适用于大规模生产的传感器设备原型。

现在,一个欧洲研究小组宣布他们认为一种新的有机设备极有可能应用于这些领域。他们的这种设备包括一个涂有一层薄薄的自由基离子盐的聚碳酸酯双层薄膜,以及一种在适用压力下已表现出良好电导率的导体分子。

这些薄膜采用落模铸造及溶剂处理相结合的方法制成。为了检验其有效性,科学家们将其整合到一个用于测量人的呼吸频率的简单传感器中。受测物体的呼吸运动会造成传感器导电率的变化,从而可以记录电阻变化曲线。

为了进一步推动他们的发明,他们将相同的薄膜整合至一个小隔膜,并使用空气喷射器对其施以变化很小的压力。尽管只有微小的变形,该传感器仍可观测到曲线的变化。这说明这些薄膜可被用于制作超敏传感器,来观测如飞机机身的毛细裂缝这类的微小变化。

由于其低廉的生产成本、超高的灵敏度及用化学方法调整压力反应的能力,该小组的研究人员认为这些薄膜可能代表了全新一代的有机压电材料,标志着智能传感器真正的黎明的到来。

E. Laukhina et al., Adv. Mater. ; DOI: 10.1002/adma.200902639.

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