物理科技生物学-PHYICA

柔性贴片安装在管道内,用于检测水温、污染物

技术工程 2022-05-25 22:04:54

Flexible patch fits inside a pipe to detect real-time changes in water temperature, contaminants这个作品的概念图。(A)可拉伸的宽带光传感器阵列片的照片。该薄片由柔性CNT膜PTE通道、弹性读出电极和PU膜基底组成(图S1至S4)。比例尺,3mm。(B)通用柔性胶带和可拉伸PTE传感器片对3D物体运动的机械跟随性的简单比较。橡胶液体管用柔性胶带和可拉伸的扫描片包裹。两种包装配置都允许多视图监控。另一方面,可拉伸片装置包装有利地跟随管的弯曲,同时柔性带容易从管上剥离。这意味着可拉伸的扫描仪薄片包装结构能够现场监控甚至柔软的可移动目标对象。比例尺,5mm。(C)通过简单的外表面包裹进行无损和非采样、无源和无标签、被动和现场动态液体化学光监测的方案。所提出的装置被牢固地附着在曲线液体传输物体上,通过BBR信号扫描来理解内部溶液浓度。信用:科学进展(2022)。DOI: 10.1126/ sciadv.abm4349大阪大学科学和工业研究所(SANKEN)的科学家与中央大学、埃因霍温理工大学和国家高级工业科学技术研究所合作,开发了一种用于液体质量监测的非破坏性薄片传感器。使用碳纳米管层中产生的电压,该方法不需要取样、化学标签或外部光源。这项研究的应用可能使化工厂或环境敏感的水场所的现场质量控制成为可能。监测流经管道的水中的化学成分对于诸如食品或饮料生产的工业应用以及识别到达环境的流出物中的环境污染是至关重要的。然而,目前的方法需要定期收集用于测试的样品,以及使用化学试剂或标签。需要一种新的方法来实现无中断的连续监控。

现在,一组研究人员发明了一种柔性板,使用嵌入式碳纳米管薄膜作为光电探测器层。当暴露在光辐射下时,碳纳米管可以产生电压,该电压可以被附着的电极检测到。“我们的可拉伸片材设备配备了高灵敏度、宽带光学传感器,这使它能够附着在各种各样的管道形状上,”作者李寇和Teppei Araki说。

还可以基于黑体辐射被动地监测水温的变化。对于杂质检测或饮料检查,可以使用外部太赫兹或红外光源。这使得光谱学方法可以连续应用于流动的液体。资深作者Yukio Kawano和Tsuyoshi Sekitani说:“光学al传感器片可以轻松地显示管道中裂缝和液体的浓度、温度、粘度和位置,有助于实现未来的环境测量系统。”研究人员测试了该系统,发现葡萄糖浓度和被动产生的电压之间存在线性响应。

该小组希望这项研究能够导致工业质量控制方法的现代化,其中污染物浓度可以被连续监测,而不是在预定的收集期间。这项研究发表在科学进展。

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