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日本开发出新型传感器材料:可同时改变颜色和磁性

作者:admin来源:传感器专家网 日期:2017-5-4 12:50:15 人气: 标签:

  近来,在国外新材料研发领域,有哪些与传感器相关的最新研究与发现呢?来看看以下两则简讯。

  日本研究人员开发出一种可在暴露于蒸汽时同时改变颜色和磁性的材料。资料图

  1.日本新型传感器材料可同时改变颜色和磁性

  近期,日本北海道大学的科学家开发了一种新颖的镍错合物,当暴露于甲醇蒸汽时,它会改变颜色和磁性。这种新材料不仅能作为化学传感器使用,未来还可能进一步开发为可重复写入的内存组件。

  由挥发性有机化合物蒸汽或无机气体所引发的物质色彩变化现象称为蒸汽显色。它通常用于明显地表现出气体的存在,但是对于颜色和其他属性变化(例如磁性)进行同步的材料研究,可望带来更广泛的应用。

  据了解,研究人员着重于开发能在暴露于蒸汽时同时改变颜色和磁性的材料。迄今为止,已知一些铁错合物在室温下会在顺磁性和反磁性之间切换磁性,但是当温度较低时,通常恢复至稳定状态。该研究团队专注于镍(II)-类醌错合物。研究人员指出,当错合物的协调结构发生变化时,磁性随之改变,我们假定溶剂蒸汽可以直接与镍离子结合,错合物同时改变其颜色和磁性。

  根据这项研究,将镍(II)-类醌错合物置于高密度的甲醇蒸汽环境中。一旦甲醇分子与错合物结合,其协调结构被转化,随后颜色从深紫色变成橙色。而当暴露于乙醇和氯仿等蒸汽时,甲醇分子从错合物中分离出来,使其颜色反转成深紫色。当甲醇分子从错合物中移除后,它将会从顺磁性转变为反磁性,两种状态都能保持在较宽的温度范围内。

  研究者称,由于镍错合物与乙醇和甲醇分别表现不同的反应,因此可以用于未来作为甲醇备选的传感器材料。

  这种新型柔性有机电子器件,可轻松实现无毒降解。资料图

  2.美国发明可降解电子器件:有望用于可穿戴医疗设备等领域

  在最新一期美国《国家科学院学报》上,美国斯坦福大学华人教授鲍哲南领导的团队发表报告说,他们发明了一种柔性有机电子器件,用醋这样的弱酸性物质就可以无毒降解。这种电子器件未来不仅可以减少有害的电子垃圾,还可应用于可穿戴医疗设备、环境监测等方面。

  近年来,鲍哲南团队在研究模仿人体皮肤功能的柔性电子方面屡屡取得重要进展,开发出像皮肤那样可拉伸、能自愈的电子器件。但如何让电子器件如同皮肤一样具备可降解特性,从而减少电子垃圾,是团队希望解决的一个课题。

  此前,鲍哲南团队成功开发出一种导电性和拉伸性俱佳的高分子材料,可用作柔性电极。但是可导电聚合物并不能降解,因为其分子间作用力很强。在最新的研究中,研究人员使用特殊的化学方法,把聚合物原子间的连接方式改变成可逆的连接方式。将这种原子连接模式引入柔性可导电聚合物的设计中,可使聚合物材料在醋酸、土壤等温和的酸性环境中被分解,不会对环境造成污染。这是首种可降解聚合物半导体材料。

  研究人员指出,柔软透明的衬底意味着用于监测血压、血糖、汗液等指标的电子设备可以妥帖地穿在人体皮肤上。可降解柔性医疗电子设备还适合植入人体中,不必取出来。在对偏远地区展开大面积环境监测时,科学家也可以空投不必回收、对环境无害的可降解电子传感器。

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