石墨烯传感器创新物联网应用

发布时间：2018-01-16 00:00
作者：
来源：Nitin Dahad
阅读量：1901

英国曼彻斯特大学的研究人员将石墨烯传感器嵌入于RFID装置中，实现了免用电池的无线智能湿度监测器；藉由这项研究推动石墨烯技术结合其他2D材料的可能性，从而为无线感测应用开创新的物联网应用…

英国曼彻斯特大学(University of Manchester)的研究人员将石墨烯传感器嵌入于无线射频辨识(RFID)装置中，以实现免用电池的无线智能湿度监测器。这项研究的目标是实现物联网(IoT)在制造业、食品安全、医疗保健以及像核废料处理等敏感操作环境的应用。

研究人员在发表于《科学报告》(Scientific Reports)的论文中描述了他们的研究。透过将石墨烯氧化物(GO，石墨烯的衍生物)分层到石墨烯上以创建软性的异质结构，该团队开发了用于远程监控的湿度传感器，并能够连接到任何无线网络。该实验装置不需要电池供电，因为它能从接收器采集电力。据研究人员介绍，这些传感器可以逐层打印，以极低的成本实现大规模量产。

研究小组负责人Zhirun Hu预测，这项研究将致使“这一技术在未来与其他2D材料整合的可能性，从而开创无线感测应用的新局面”。

根据这篇论文，这项研究还涉及在GHz频率的各种湿度条件下测量GO的相对介电常数。研究人员发现，相对介电常数随着吸水量的增加而增加。在GHz频率环境下的实验结果，不同于几MHz或更低频率环境下的结果，在低频环境下，相对介电常数随着湿度的降低而增加。

研究人员利用石墨烯氧化物的这种电性能，透过在石墨烯天线上涂覆GO层来制作无电池无线的RFID湿度传感器。GO/石墨烯天线的谐振频率以及反向散射相位对周围湿度变得特别敏感，并且可以由RFID读取器检测到具体数值。因此，该结构允许将数字辨识组件放置在任何位置或物品上实现无线湿度监测，并为物联网应用的低成本高效率传感器铺路。

石墨烯传感器创新物联网应用

传感器可以逐层打印，以低成本实现大规模量产；该技术适用于一系列2D材料（来源：University of Manchester）

石墨烯于2004年在曼彻斯特大学被发现，是第一个被分离出的2D材料。它比钢更坚固，重量更轻、更软，导电性也比铜好。自从石墨烯被发现以后，陆续有其他一些2D材料被鉴定出来，而且这一串名单还在继续增加中。科学家们透过将2D材料按照精确选择的顺序分层，以创建范德华(van der Waals)异质结构，发现他们可以制造出针对特定用途的高性能结构。

负责协调湿度传感器项目的曼彻斯特大学教授Konstantin Novoselov于2010年荣获诺贝尔物理学奖，他称该项目是“可印刷技术的第一个例子，能让几种2D材料汇集在一起，创造出适合工业应用的功能组件。物联网是一个快速成长的技术领域，我相信2D材料将在这里发挥重要作用。”

（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

上一篇：2017年全球PC出货量连续第六年下滑

下一篇：2018年硅晶圆供应持续吃紧,代工厂为抢产能以预付款项绑约

在线留言询价

相关阅读
石墨烯五大应用总结
热门应用

石墨烯五大应用总结

　　“超级材料”这个词近来被大量使用——陶瓷超级材料，气凝胶超级材料，弹性体超级材料。但是有一种超级材料把它们都淹没了，它让它的发现者获得了诺贝尔奖，并为科学的炒作和兴奋定义了上限。它有可能使处理、电力储存、甚至太空探索发生革命性的变化，这就是石墨烯材料。　　石墨烯（Graphene）是由单层碳原子排列成六边形晶格的一种异形体(形式)，是一种以sp杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。它是碳的许多其他异形体的基本结构元素，如石墨、钻石、碳、碳纳米管和富勒烯。石墨烯有许多不同寻常的性质，它能有效地传导热量和电，它的导电性也非常高，而且几乎是透明的。它不仅具有令人难以置信的物理特性，还被广泛引用为每一重量基础上创造的最坚固的材料。例如，石墨烯在原子小的情况下，可以使处理器中的晶体管更加紧密地封装，并允许许多电子行业向前迈进一大步。　　石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。针对以下总结的5大应用趋势，今天AMEYA360电子元器件采购将继续为您进行介绍！　　基础研究方面的应用　　石墨烯对物理学基础研究有着特殊意义，它使得一些此前只能在理论上进行论证的量子效应可以通过实验经行验证。在二维的石墨烯中，电子的质量仿佛是不存在的，这种性质使石墨烯成为了一种罕见的可用于研究相对论量子力学的凝聚态物质——因为无质量的粒子必须以光速运动，从而必须用相对论量子力学来描述，这为理论物理学家们提供了一个崭新的研究方向：一些原来需要在巨型粒子加速器中进行的试验，可以在小型实验室内用石墨烯进行。　　新能源电池方面的应用　　新能源电池也是石墨烯最早商用的一大重要领域。美国麻省理工学院已成功研制出表面附有石墨烯纳米涂层的柔性光伏电池板，可极大降低制造透明可变形太阳能电池的成本，这种电池有可能在夜视镜、相机等小型数码设备中应用。　　另外，石墨烯超级电池的成功研发，也解决了新能源汽车电池的容量不足以及充电时间长的问题，极大加速了新能源电池产业的发展。这一系列的研究成果为石墨烯在新能源电池行业的应用铺就了道路。　　石墨烯2023年在新型电池中的研究进展与应用　　传感器方面的应用　　石墨烯可以做成化学传感器，这个过程主要是通过石墨烯的表面吸附性能来完成的，根据部分学者的研究可知，石墨烯化学探测器的灵敏度可以与单分子检测的极限相比拟。石墨烯独特的二维结构使它对周围的环境非常敏感。石墨烯是电化学生物传感器的理想材料，石墨烯制成的传感器在医学上检测多巴胺、葡萄糖等具有良好的灵敏性。　　新冠或流感？基于石墨烯纳米材料的传感器10秒出结果！！！　　防腐涂料领域的应用　　目前国内防腐涂料消费量近180万吨，占世界防腐涂料总消费量的40%以上。我国防腐涂料需求主要集中在船舶、石油化工、桥梁、集装箱等领域。涂料中添加石墨烯后，石墨烯能够形成稳定的导电网格，有效提高锌粉的利用率，同时，石墨烯涂层能在金属表而与活性介质之间形成物理阻隔层，对基底材料起到良好的防护作用。　　近年石油化工、铁路交通、新能源、基础设施建设等更是蓬勃发展，为防腐涂料提供了广阔的市场空间。深圳长石新能源致力于对石墨烯涂料进行大规模商业和工业应用，为全球客户提供高效产品和全方位解决方案，打破中国重防腐涂料和核心原料严重依赖进口的局面，为涂料行业工业4.0提供坚实的基础。作为石墨烯应用的开拓者，石墨烯防腐涂料和功能性涂料成为重点发展战略之一。　　石墨烯涂层遇见船舶，只能用作防腐？　　医疗健康领域的应用　　在慢性病的治疗上，石墨烯具有巨大的医疗潜力。石墨烯释放的远红外，作用于人体时会引发细胞原子与分子的共振，共振效应可将远红外线的热能传递到人体皮下的较深部分，作用于血管微循环系统，可加速血液循环，强化各组织间的新陈代谢，调理身体，促进慢性病的康复。　　石墨烯在医疗领域的发展令人惊喜，运用非药物疗法治病，一方面减少损伤，一方面节省费用，不仅让医疗技术变得更加成熟，提高医疗活动的效率和质量，更可以与传统医疗技术形成互补，同时降低医疗成本。借助这样治疗方式，才能不断让优质的医疗资源普惠到更多人群中，在未来数十年内，更多现在无法解决的问题，石墨烯将发挥更大的作用。　　石墨烯技术在智能穿戴与大健康领域的应用　　总而言之，从现今石墨烯技术的实际应用以及技术水平来看，对石墨烯的很多发展已经有了决定性的进度，其中在防腐涂料及医疗健康领域，已发展到可以规模商业应用的阶段。我们相信，随着越来越多成熟石墨烯应用的加速落地，石墨烯，将重新定义世界，让我们一起期待世界的改变。
2023-05-05 11:00 阅读量：1925
传P40将搭载石墨烯电池？华为这样回应
行业新闻

传P40将搭载石墨烯电池？华为这样回应

日前，一则华为法国官方推特发布的有关石墨烯电池消息引起了网友的关注。有媒体认为，该推文预示着华为P40系列有可能会首次配备石墨烯电池，华为这样回应……实际上，华为法国这条推文发布自上周六。同时当初转发的消息也是来自网络上有关华为P40系列的爆料，包括华为P40 Pro将会搭载石墨烯电池，华为将会是第一个发布配备石墨烯电池的高端智能手机制造商等等。今日中午，华为手机产品线副总裁李小龙对媒体表示，该消息不属实。此外，华为法国推特也删除了该推文。据行业人士分析，华为法国的推特的管理者可能相信了“著名的泄密者”Yash Raj Chaudhary发的电池谣言推特，导致了舆论混乱。事情的开端，是有外媒记者援引爆料者@Yash Raj Chaudhary发消息称，华为将成为第一家发布配备石墨烯电池智能手机的厂商，预计有可能与华为P40系列联袂登场。报道还提到，该机的电池容量为5000mAh，体积却比传统电池体积缩小30%，可实现45分钟快捷充电。随后华为法国推特转发了这篇文章，并突出了提到了可在45分钟充满电池这一特性，似乎是在暗示华为P40 Pro有可能首发石墨烯电池技术。不过，目前华为法国已经将这篇推文已经被删除。法国媒体Frandroid的报道称，华为法国已经证实该条推文并不是官方信息，仅仅是谣言而已。不过，这并不代表华为P40系列在电池方面没有任何进步。根据消息人士披露的说法，现在确实有部分充电激进的手机如华为P40系列，可能将在电池方面会采用新材料，但主要的提升是在安全性和充电转换率等方面。另有产业链的人士的表示，华为P40 Pro有很大概率会采用陶瓷机身，并且不会出现因为陶瓷机身而影响信号的问题。当然，陶瓷机身不仅拥有更好的质感和耐磨性能，而且还能提升手机的档次，符合华为冲击高端市场的产品策略。事实上，有关于华为手机将会搭载石墨烯技术电池的消息已经传过很多次。早前新加坡《联合早报》曾经报道，华为下代旗舰将会配备石墨烯电池。此外，综合已经曝光的相关传闻来看，华为P40 Pro还将配6.5英寸OLED瀑布屏，具备2K分辨率和120Hz刷新率，屏占比更是高达98%；搭载有徕卡认证后置五摄，即6400万像素主摄、2000万像素超广角、1200万像素潜望镜远摄镜头，微距镜头和ToF相机。这些参数尚未得到华为官方证实。为此华为官方曾回应称，对于市场传闻公司不予置评。目前，有关于华为P40系列的消息可能只有发布时间了。华为消费者业务CEO余承东曾透露，华为P40系列将于明年三月份发布。
2019-12-25 00:00 阅读量：1408
半导体行业的硅材料工艺已到极限,石墨烯能否取代硅?
行业新闻

半导体行业的硅材料工艺已到极限,石墨烯能否取代硅?

随着全球环保意识的加强，人们对节能、环保、可持续的新材料关注度增加。石墨烯作为一种新兴的材料，有“新材料之王”的美誉。又薄又硬的石墨烯是很多领域的首选材料，同时它具有非常良好的电学特性，是电子产业未来创新和发展的革命性材料。硅是如今应用最广泛的半导体材料，而石墨烯除了拥有不逊色于硅的半导体属性之外，它还拥有很多硅不具备的其它优点，有专家预测，石墨烯很可能成为替代硅的绝佳选择，这取决于它的产业化发展情况。由于硅材料的加工极限被认为是10纳米线宽，换句话说，随着制程小于10纳米，很难制出稳定的硅产品，产品要想实现更高的集成度和性能，必须采用新的半导体材料进行加工，石墨烯是一种新选择。石墨烯在半导体产业具有广阔的应用前景半导体产业主要由集成电路、光电子、分立器件和传感器组成，一种新的半导体材料想得到市场的认可需遵循很多规律，光电效应和霍尔效应就是最重要的两个定律。科学家曾在常温下观察到了石墨烯的量子霍尔效应，这种材料碰到杂质时不会产生背散射，这说明它有很强的导电性。由于石墨烯看上去几乎是透明的，它的光学特性优异，其光学特性随石墨烯厚度的改变而改变，这种特性很适合应用于光电子领域。石墨烯材料未来可能应用在显示屏、电容器、感光元件、晶体管、传感器等领域。一、柔性显示屏柔性显示屏是一种非常有前景的电子设备，其特点是超柔、超薄等，而制约其发展的一大关键就是材料，石墨烯材料的特性让人们对柔性显示屏的前景有了新的认识。近年来，全球都在积极探索相关的技术，据悉，韩国曾制造出了多层石墨烯和玻璃纤维聚酯片基底组成的柔性透明显示屏，中国的奥翼电子将石墨烯用于显示技术，制造了石墨烯电子显示屏，这种屏幕耐摔、耐撞、透光率高且显示亮度非常好。石墨烯的透明性和柔韧性等特点，在柔性显示屏行业的前景不可限量。 二、电容器电容器是最常见的一种电子元器件之一，它广泛用于各种电路中，主要作用是实现调谐、滤波、耦合和隔直通交等，很多的电子设备中都有电容器。随着人们对充电速率和容量的要求，一种新型的超级电容器应运而生。据了解，科研人员发明了一种以石墨稀作为电极材料的电容器，它由两层石墨烯组成，基于石墨烯的超级电容器在充电和放电上性能卓越，很适合拥有新能源汽车充放电上。 三、感光元件感光元件在数码相机上应用广泛，石墨烯的光学特性让人们对这种材料的感光元件充满期待。石墨烯具有独特的光学特性可以调谐电，在特殊光照下，石墨烯拥有一个非线性相移的光学非线性克尔效应。 据外媒报道，新加坡曾有研究人员用石墨烯材料制作一种特殊的感光元件，这种器件感光度超级棒，因为石墨烯感光元件能够检测到广谱光，在弱光的情况下，它的优势非常明显。 四、晶体管晶体管是一种固体半导体器件，在整流、放大、稳压和信号调制上有着不可替代的作用。石墨烯材料也可制作晶体管，和硅材料制作的晶体管相比较，石墨烯的超强稳定性使得其寿命更长，用途更广泛。据了解，IBM公司曾在2010年制作了一款石墨烯晶体管，其特性远超同类的硅晶体管，未来的前景非常广阔。 五、传感器传感器几乎是信息时代的“标配”产品，用石墨烯做成的传感器非常有优势，因为它的灵敏度可以远超同类产品。石墨烯具有独特的二维结构，这使得它对周围的环境非常敏感。在医学上，石墨烯传感器的感光特性能实现对很多病历的检测，这是由于它的纳米特性和感光性，很多传统传感器无法实现。石墨烯想要替代硅需解决这几大难题1、石墨烯的行业标准新材料作为一种新兴的产业，每年都在快速的发展，但是当前整个产业面临的一大难题就是缺乏统一的行业标准。国际标准和我国标准不一样，这就导致了很多的新技术无法实现共通和研究，制约了整个产业发展。未来我国要想发展相关的技术，除了闭门造车之外，还需要积极地参与到国际标准的制定中，将我国的技术成果和国际上接轨，一起推动全球石墨烯的行业标准的建立。 2、石墨烯的制造价格昂贵石墨烯由单层碳原子组成，超完美的柔韧性是很多制造业的理想材料，如今制造石墨烯材料的成本非常高。目前行业采用CVD设备制作单层石墨烯，由于缺乏完善的工艺技术，导致石墨烯的产品良率很低，这个问题困扰了行业很近，仍有待解决。 3、石墨烯材料的生态待完善对于石墨烯的应用，目前中小企业似乎比巨头们更积极，它们对于石墨烯的采用是主体。中国的很多大企业目前对于石墨烯材料仍处于观望态度，这也导致了整个行业发展的缓慢。据相关数据统计，截至2018年底，我国从事石墨烯材料研究的企业近千家，近一半的企业处于持平状态，上市企业不到十家。 石墨烯材料的发展现状以全球石墨烯行业的发展现状而言，美国和欧洲掌握了前沿的石墨烯技术，它们的专利和技术更牛。中国是近几年开始大力发展相关技术，也取得了很大的进步。中国每一年的石墨烯企业都在增加，而且很多企业已经实现了盈利，出现了几家有影响力的企业，如第六元素、二维碳素、凯纳股份、华高墨烯等，它们的产值已经跻身世界前列。 石墨烯材料的前景不可估量，虽然目前我国的产业链仍不成熟，但是我国有着非常好的应用和石墨烯矿石，这给我们成为石墨烯行业领导者奠定了基础，未来随着相关企业的崛起，中国的石墨烯产业前景非常可观。
2019-01-22 00:00 阅读量：1924
热门分类
盒子，外壳，机架 电缆，电线 电路保护 连接器，互连器件 开发套件 机电产品 嵌入式解决方案 风扇，热管理 光电元件 其它 无源元件 电源 半导体 传感器，变送器 测试与测量
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
TL431ACLPR Texas Instruments
MC33074DR2G onsemi
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
型号 品牌 抢购
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
TPS63050YFFR Texas Instruments
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
BP3621 ROHM Semiconductor
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
原厂授权品牌
更多授权品牌>>
资讯排行榜
  • 周排行榜
  • 月排行榜

相关百科
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年，现 有超过3500家优质供应商，收录600万种产品型号数据，100 多万种元器件库存可供选购，产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等，为广大客户提供一站式购 销服务。