新方法為傳感器制作防水石墨烯電路

歐洲的一個(gè)研究小組已經(jīng)找到了一種方法，使基于石墨烯的電路免受濕度影響，用于環(huán)境傳感器。工程師喜歡石墨烯的多功能性，強(qiáng)度和導(dǎo)電性。然而，其在諸如傳感器的電氣應(yīng)用中的一個(gè)缺點(diǎn)是它對(duì)濕度敏感。來自歐洲的一個(gè)研究小組認(rèn)為他們找到了解決這一局限的方法。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)石墨烯與電子電路的金屬結(jié)合時(shí)，接觸電阻 - 或由于界面處不完全接觸而導(dǎo)致的材料總電阻的一部分 - 它不受濕氣的影響。

“這將使傳感器設(shè)計(jì)人員的生活變得更輕松，因?yàn)樗麄儾槐負(fù)?dān)心濕度會(huì)影響接觸，只會(huì)影響對(duì)石墨烯本身的影響，”Arne Quellmalz，瑞典KTH皇家理工學(xué)院博士生和領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目的研究員告訴設(shè)計(jì)新聞。

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瑞典的SenseAir AB和德國的Amo GmbH以及巴塞羅那的加泰羅尼亞納米技術(shù)研究所(ICN)也合作開展了該項(xiàng)目，該項(xiàng)目被稱為歐洲CO2-DETECT項(xiàng)目。該團(tuán)隊(duì)發(fā)表了一篇論文，描述了他們?cè)贏CS應(yīng)用材料與接口雜志上的工作。

降低成本技術(shù)

Quellmalz和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)應(yīng)用他們的知識(shí)和他們開發(fā)的新方法來創(chuàng)建第一個(gè)基于石墨烯的傳感器原型，可以通過光學(xué)檢測(cè)中紅外光來測(cè)量二氧化碳(CO2)，并且成本低于其他技術(shù)。

由于二氧化碳占溫室氣體的大部分，環(huán)境科學(xué)家對(duì)能夠準(zhǔn)確檢測(cè)其在空氣中的存在具有既得利益。CO2-DETECT項(xiàng)目是來自不同機(jī)構(gòu)的研究人員聚集在一起，共同致力于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的新技術(shù)的一個(gè)例子。

石墨烯是一種原子級(jí)薄的碳原子片，具有非凡的導(dǎo)電性和機(jī)械性能，并被科學(xué)家用于各種應(yīng)用- 其中之一是制造傳感器，將環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)換為可以處理和測(cè)量的電信號(hào)。

然而，為了確保其在這些傳感器中的有效使用，石墨烯在與傳統(tǒng)電子電路集成時(shí)需要進(jìn)行有效的電接觸。

雖然石墨烯和電路之間的接觸電阻不受濕度的影響，但是材料本身對(duì)周圍空氣中被其表面吸收的水分子敏感。這可以改變石墨烯的電阻，這會(huì)在傳感器中引入錯(cuò)誤信號(hào)。

他說，Quellmalz團(tuán)隊(duì)為解決這個(gè)問題所做的工作是將石墨烯與金色金屬化和二氧化硅基板一起用于傳輸線模型測(cè)試結(jié)構(gòu)，以及計(jì)算機(jī)模擬。

“通過石墨烯與傳統(tǒng)的電子產(chǎn)品相結(jié)合，可同時(shí)利用石墨烯的獨(dú)特性能和常規(guī)集成電路的成本低。” Quellmalz說，“結(jié)合這兩種技術(shù)的一種方法是放置在完成電子頂部的石墨烯而不是將金屬沉積在石墨烯片的頂部。“