新型材料或将衣物变成健康监测器

作者: Jeannie Kever

来源: University of Houston

研究人员开发了一种新材料,可以编织成织物并感知体温的微小变化,作为伤害或疾病的早期预警系统。该材料使用碳纳米管,具有成本效益,并已在实验中展示了其潜在应用。

研究人员报告了一种新材料,这种材料足够柔软,可以编织成织物,但具有传感能力,可以作为伤害或疾病的早期预警系统。该材料在一篇发表于《ACS应用纳米材料》的论文中被描述,涉及使用碳纳米管,能够在保持柔软无序结构的同时感知体温的微小变化,这与刚性晶体结构相反,使其成为可重复使用或一次性可穿戴人体温度传感器的良好候选材料。体温的变化会改变电阻,提醒监控该变化的人可能需要干预。

"你的身体可以在问题变得明显之前告诉你出了问题,"休斯顿大学的物理学教授Seamus Curran说,他是该论文的合著者。可能的应用范围从检测超马拉松运动员的脱水到护理院患者压疮的初期。研究人员表示,这种材料也具有成本效益,因为所需的原材料以相对较低的浓度使用。

这一发现建立在Curran及其同事Kang-Shyang Liao和Alexander J. Wang近十年前开始的工作基础上,当时他们为布料开发了一种疏水性纳米涂层,他们设想这种涂层可以作为衣物、地毯和其他纤维基材料的保护涂层。Wang现在是都柏林理工大学的学生,目前在休斯顿大学与Curran合作,是该论文的通讯作者。

除了Curran和Liao,其他研究人员包括休斯顿大学的Surendra Maharjan、Brian P. McElhenny、Ram Neupane、Zhuan Zhu、Shuo Chen、Oomman K. Varghese和Jiming Bao;莱斯大学的Kourtney D. Wright和Andrew R. Barron,以及圣巴巴拉分析仪器公司的Eoghan P. Dillon。

该材料使用聚(十八烷基丙烯酸酯)接枝的多壁碳纳米管制成,技术上称为纳米碳基无序导电聚合物纳米复合材料(DCPN),这是一种越来越多地用于材料科学的材料类别。但大多数DCPN材料是较差的电导体,这使得它们不适合用于需要材料检测温度微小变化的可穿戴技术。新材料的制备使用了一种称为RAFT聚合的技术,Wang说,这是一个关键步骤,允许附着的聚合物通过共价键与多壁碳纳米管电子和声子耦合。

因此,与系统玻璃化转变温度相关的微妙结构排列被电子放大,以产生论文中报告的异常大的电子响应,而没有与固液相变相关的负面影响。与玻璃化转变过程相关的微妙结构变化通常太小,无法产生足够大的电子响应。

UUID: 8444aa38-1580-4e99-8f66-d653436f982c

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/2020英语网页/New material could turn clothing into a health monitor Nanomaterial can operate as an early-alert system sensing slight changes in body temperature -- ScienceDaily.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0025 元