石墨烯的流感知接触起电
应用物理
2021-04-14 v1
摘要
在超低功耗或自维持系统中集成传感器，以全电子方式探测生物流体流速，有望赋能众多新兴研究与应用。基于纳米材料的电学传感器具有高时空分辨率和对外流刺激的卓越灵敏度，且易于通过可扩展技术集成与制备。但现有基于纳米的电学流传感技术仍缺乏精度与稳定性，且通常仅适用于简单水溶液或液/气两相混合物，因而难以监测连续生物流体（如微循环中的血液流变行为）低流速（约微米/秒）却重要的特征。本文展示：从连续水流中收集电荷的单层石墨烯单微电极提供了一种理想的流感知策略：我们的器件在微流控芯片中对具有多尺度幅值-时间特征的全血流进行实时定量，提供超过六个月的稳定性与亚微米/秒分辨率。该流转导由石墨烯/水界面处低噪声电荷转移实现，响应于流敏感的界面电双层重排。我们的结果证明了采用基于石墨烯的自供能策略监测生物流体流速的可行性，其关键性能指标比其他电学方法高出数个数量级。
引用
@article{arxiv.2101.12310,
title = {Flow-Sensory Contact Electrification of Graphene},
author = {Xiaoyu Zhang and Eric Chia and Xiao Fan and Jinglei Ping},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.12310},
year = {2021}
}