最近,中国研究人员利用A4纸与金线开发出一种可用于大规模制造低成本、可折迭和一次性实时温度计的新方法。据了解,中国人民大学研究人员以纸和金线(用于电极)制造出非常便宜且可扩展的温度传感器,并以喷墨打印机用的离子油墨作为热敏电阻。
使用纸和金线制造出来的廉价可扩展柔性温度传感器,资料图
这项研究结果发表在《ACSSensors》期刊,研究人员在主题为以绿色感应油墨为基础的超快速纸温度计的文章中描述这项十分简单的装置:研究人员利用纸作为软性基板,并以离子液体实现其非挥发与疏水性质。
透过笔写或喷墨印刷转移到普通的A4纸,离子液体由于毛细管效应而持续于纸上,即使在弯曲和折迭期间也不至于泄漏。在连接至外部电源的两个溅镀电极(实验中的尺寸为5mmx1.5cm)之间,测量油墨痕迹的电导性。它对于外部温度的变化极其敏感,尽管经过多次折迭和弯曲,仍可提供可靠的温度读数。
研究人员利用纸作为软性基板,并以离子液体实现其非挥发与疏水性质。资料图
研究人员指出,无论在不同测试温度下的电导率变化差异,这种纸温度计对于加热的反应时间都大约为8秒。研究人员并将新的热敏电阻概念提升另一个层次,在A4纸的一面形成8个平行的金电极,而在纸的另一面以手写64点离子液体,并与电极对齐(因此墨水会透过纸到达金电极),并且沉积另一组八个平行的金电极,使其垂直于相对侧的电极。
相关实验数据图,资料图
研究人员因而实现了一个88的温度感测数组,能够在纸张上输出温度的热分布图。为了验证这项热地图实验,研究人员采用红外线摄影机,并强调基于纸的温度感测数组经证实极具通用性,因为它可以同时检测曲面的温度。纸张可以折迭而环绕于物体周围,并测量每一侧表面上的温度,因而不同于从热相机而来的直接观察读数。
为了证明该设计的可扩展性,离子墨水可用于与喷墨打印机共同在大面积上打印特定任务的图案。这种可用于大规模制造低成本、可折迭和一次性实时温度计的新方法,目前已经取得了相关的专利。
水果形状的新型温度传感器,资料图
延伸阅读:新型水果形传感器可检测水果的储藏温度
水果在长途运输中容易造成霉烂变质,在运输途中一般采用低温冷藏。虽然,大多数水果运输容器中已经有温度传感器,但它们只是测量容器内的温度,而不是水果本身。为获得这种数据,工人通常必须打开一个盒子,取出一个水果,并用仪器测其表面温度。这种方法不仅会破坏特定的水果,而且其测定的数据可能也不准确。
对此,最近,瑞士联邦材料测试与开发研究所(EMPA)的科学家便最新开发出了一种水果形状的温度传感器,甚至还能复制水果的大小、形状和结构。
该设备由电子传感器及水、碳水化合物和聚苯乙烯的混合物组成。资料图
据了解,这种传感器则可直接放到水果中。这种便宜的设备按照所要求的水果形状和大小3D打印而成,由电子传感器以及水、碳水化合物和聚苯乙烯的混合物组成,其比例模拟了特定类型的水果。到目前为止,研究人员已经制作出模仿Braeburn和Jonagold苹果、以及Kent芒果,橘子和Cavendish香蕉的传感器。目前,这些传感器被用来记录数据。不过在运输途中,这个传感器能够无线传输数据,在水果开始腐烂前向货主发出警告。