在线观看www成人影院-在线观看www日本免费网站-在线观看www视频-在线观看操-欧美18在线-欧美1级

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會(huì)員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識(shí)你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

納米材料的有益特性可產(chǎn)生更高效的傳感器

王敏 ? 來源:Liam Critchley ? 作者:Liam Critchley ? 2023-01-13 09:45 ? 次閱讀

傳感器用于科學(xué)和日常生活的許多領(lǐng)域,從監(jiān)控化工廠的上游和下游過程到控制自動(dòng)門、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)駕駛車輛。可以肯定地說,傳感器是日常生活中不可或缺的一部分。始終需要提高傳感器的準(zhǔn)確度和精度,以提供更可靠的數(shù)據(jù)。隨著工業(yè) 4.0 的全面實(shí)施臨近,隨著許多制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)向物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 和大數(shù)據(jù)支持的自動(dòng)化流程,進(jìn)一步優(yōu)化傳感器準(zhǔn)確度和精度的需求變得更加重要。

由于傳感器有許多不同的應(yīng)用領(lǐng)域,因此傳感器可以通過許多不同的機(jī)制來測量局部環(huán)境的變化。無論如何,該設(shè)計(jì)將包括一個(gè)主動(dòng)傳感組件來檢測環(huán)境的變化。就機(jī)制而言,一些機(jī)制將通過暫時(shí)結(jié)合到傳感器表面的分子檢測局部區(qū)域的分析物——這些分子可以是氣態(tài)分子(包括用于濕度傳感的水)、液體或特定化學(xué)物質(zhì)——而一些機(jī)制依賴于傳感材料的物理變形——例如應(yīng)力和應(yīng)變傳感器——而其他傳感器將依賴于局部環(huán)境中的光學(xué)或熱變化來調(diào)用可檢測的響應(yīng)。

貫穿所有傳感機(jī)制的一個(gè)共同點(diǎn)是,傳感機(jī)制會(huì)導(dǎo)致整個(gè)傳感材料發(fā)生變化,這使得變化能夠被檢測和記錄。在許多情況下,傳感機(jī)制會(huì)導(dǎo)致傳感材料的電子特性發(fā)生變化。傳感器讀數(shù)以更易用和可讀的格式輸出這種變化。這種電氣變化可以采取增加傳感材料的電導(dǎo)率(從而增加電壓)的形式,或者通過增加材料的電阻率來實(shí)現(xiàn)。

納米材料的有益特性可產(chǎn)生更高效的傳感器

納米材料固有的薄性質(zhì)

納米材料本質(zhì)上很薄,這在傳感應(yīng)用方面是一個(gè)很大的積極因素。近年來,使用二維和一維材料的傳感器已被證明可以產(chǎn)生高靈敏度。由于納米材料非常薄,它們的相對表面積通常很高。因此,納米材料不僅使傳感器更小,而且與使用散裝材料相比,它們提供了更大的感應(yīng)表面積。更高的感應(yīng)表面積意味著與其他材料相比,表面上可能有更多的“感應(yīng)點(diǎn)”。由于材料非常薄,缺陷——特別是帶電空腔——可以被引入納米材料的表面,這是納米材料可以使傳感器對某種類型的分子具有選擇性的一種方式。這可以是特定氣體,例如氨氣、甲烷、或水蒸氣 - 或流動(dòng)液體中的特定化學(xué)物質(zhì)。此外,設(shè)計(jì)人員可以使用一些表面來創(chuàng)建特定于一種分子的定義區(qū)域和針對不同分子的其他區(qū)域。這使得基于納米材料的傳感器具有多傳感能力。

納米材料的柔性特性

它們的纖薄還有另一個(gè)方面,那就是柔韌性。并非所有的納米材料都是柔性的,但那些柔性的納米材料(例如石墨烯)可以在不斷裂的情況下發(fā)生較大程度的變形,這再次改變了納米材料的導(dǎo)電性(可檢測到)。許多柔性納米材料還具有很高的抗拉強(qiáng)度——看看石墨烯就知道它是所有單一材料中已知抗拉強(qiáng)度最高的。因此,一些納米材料的柔韌性可以成為一種傳感機(jī)制,能夠恢復(fù)到原來的構(gòu)象,使用壽命長。在許多情況下,納米材料在壓力下也可以表現(xiàn)相同,并提供可檢測的響應(yīng)。

納米材料的導(dǎo)熱性能

一些納米材料還具有導(dǎo)熱性,可以暴露在大量熱量下,這是溫度傳感器的理想特性。在這些情況下,當(dāng)局部溫度升高時(shí),可以通過納米材料的熱阻率下降來檢測。

納米材料的光學(xué)特性

一些納米材料的另一個(gè)有益特性是它們的光學(xué)特性。一些納米材料具有光吸收特性,當(dāng)與高電導(dǎo)率和電荷載流子遷移率相結(jié)合時(shí),可以作為高靈敏度的光電探測器。在某些情況下,這可以從可見光擴(kuò)展到電磁波譜的其他區(qū)域,例如紫外線輻射。

納米材料的電導(dǎo)率和載流子遷移率

我們已經(jīng)討論了納米材料的不同機(jī)制和特性如何幫助引起納米材料和/或其他傳感表面的電導(dǎo)率發(fā)生變化。但是,導(dǎo)電性和載流子遷移率——電子和空穴等帶電粒子穿過原子晶格的能力——本身就是許多納米材料擅長的兩個(gè)特性。許多納米材料具有高度導(dǎo)電或半導(dǎo)電的電子特性,這與高電荷載流子遷移率一起,通過對微小變化的響應(yīng)顯著提高,使納米材料上的電變化顯著更加敏感。

對于那些表現(xiàn)出半導(dǎo)體特性的納米材料,它們可用于檢測具有受體和供體電子特性的分子。半導(dǎo)體納米材料可以采用導(dǎo)致空穴從價(jià)帶耗盡的機(jī)制——從而增加納米材料的電阻率——或?qū)е码娮舆w移到導(dǎo)帶的機(jī)制——從而增加電導(dǎo)率。這兩種機(jī)制都可以通過納米材料上施加電壓的變化輕松檢測到。

將納米材料結(jié)合到混合材料中的能力

我們在上面單獨(dú)討論了納米材料,但設(shè)計(jì)人員可以將許多納米材料結(jié)合到混合材料(如復(fù)合材料)中,并以這種形式帶來好處。當(dāng)它們被納入混合基質(zhì)時(shí),納米材料將與其他材料分子間結(jié)合。分子間鍵合可以通過氫鍵(如果納米材料包含極性基團(tuán))、范德華力和 π-π 堆積來實(shí)現(xiàn)。這些分子間相互作用使有效的電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制能夠在雜化材料中存在離域電子的地方(特別是在形成 π 電子網(wǎng)絡(luò)的地方)發(fā)生。與它們不包含在矩陣中時(shí)相比,這提供了更有效的傳導(dǎo)機(jī)制,從而導(dǎo)致更高的靈敏度。

結(jié)論

并非所有納米材料都適用于傳感應(yīng)用,但那些可以顯著提高傳感器傳感能力的材料優(yōu)于其他材料。總的來說,有一系列有益的特性——從高表面積到導(dǎo)熱性、高導(dǎo)電性和電荷轉(zhuǎn)移特性——設(shè)計(jì)人員可以使用這些特性來提供比其他傳感材料更準(zhǔn)確的傳感機(jī)制。

傳感器使用納米材料的領(lǐng)域很多,包括但不限于應(yīng)力/應(yīng)變計(jì)、各類生物傳感器、溫濕度傳感器壓力傳感器光學(xué)傳感器電容傳感器、壓電傳感器和壓阻傳感器.

利亞姆·克里奇利 ( Liam Critchley ) 是一位作家、記者和傳播者,專門研究化學(xué)和納米技術(shù),以及分子水平的基本原理如何應(yīng)用于許多不同的應(yīng)用領(lǐng)域。利亞姆最出名的可能是他的信息豐富的方法以及向科學(xué)家和非科學(xué)家解釋復(fù)雜的科學(xué)主題。Liam 在與化學(xué)和納米技術(shù)交叉的各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域和行業(yè)發(fā)表了 350 多篇文章。

Liam 是歐洲納米技術(shù)工業(yè)協(xié)會(huì) (NIA) 的高級科學(xué)傳播官,過去幾年一直在為全球的公司、協(xié)會(huì)和媒體網(wǎng)站撰稿。在成為一名作家之前,利亞姆完成了化學(xué)與納米技術(shù)和化學(xué)工程的碩士學(xué)位。

除了寫作之外,利亞姆還是美國國家石墨烯協(xié)會(huì) (NGA)、全球組織納米技術(shù)世界網(wǎng)絡(luò) (NWN) 的顧問委員會(huì)成員,以及英國科學(xué)慈善機(jī)構(gòu) GlamSci 的董事會(huì)成員。Liam 還是英國納米醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì) (BSNM) 和國際先進(jìn)材料協(xié)會(huì) (IAAM) 的成員,以及多個(gè)學(xué)術(shù)期刊的同行評審員。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
  • 傳感器
    +關(guān)注

    關(guān)注

    2553

    文章

    51407

    瀏覽量

    756631
  • 納米技術(shù)
    +關(guān)注

    關(guān)注

    2

    文章

    201

    瀏覽量

    25915
  • 納米材料
    +關(guān)注

    關(guān)注

    3

    文章

    172

    瀏覽量

    18906
  • 復(fù)合材料
    +關(guān)注

    關(guān)注

    2

    文章

    236

    瀏覽量

    13138
收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦

    石墨烯與碳納米管的材料特性

    石墨烯與碳納米管具有相似的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),二者之間存在強(qiáng)烈的界面相互作用。通過將石墨烯與碳納米管復(fù)合,可以制備出具有優(yōu)異力學(xué)性能和導(dǎo)電性能的新型復(fù)合材料。這種復(fù)合材料在柔性電子器件、
    的頭像 發(fā)表于 01-23 11:06 ?108次閱讀
    石墨烯與碳<b class='flag-5'>納米</b>管的<b class='flag-5'>材料</b><b class='flag-5'>特性</b>

    松柏傳感發(fā)布高效穩(wěn)定乙烯傳感器

    近日,松柏傳感公司正式推出其最新研發(fā)的S4C?H?乙烯氣體檢測傳感器。這款傳感器采用了先進(jìn)的定電位電解型技術(shù),為乙烯氣體的精準(zhǔn)檢測提供了高效穩(wěn)定的解決方案。 該
    的頭像 發(fā)表于 01-06 11:41 ?284次閱讀

    高效學(xué)習(xí) 霍爾傳感器

    霍爾傳感器是一種基于霍爾效應(yīng)的高效、可靠的傳感器,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、汽車電子、家電等領(lǐng)域。它在速度、位置和電流檢測中扮演著重要角色。本文將從霍爾傳感器的工作原理、霍爾效應(yīng)、霍爾靈敏度、元
    的頭像 發(fā)表于 12-02 14:39 ?287次閱讀

    柔性傳感器的常用材料有哪些?

    的首選材料之一;而聚酯則因其成本低廉、加工性能好,廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。導(dǎo)電材料柔性傳感器的導(dǎo)電材料主要包括石墨烯、導(dǎo)電纖維、半導(dǎo)體納米
    的頭像 發(fā)表于 11-20 15:13 ?547次閱讀

    傳感器的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性參數(shù)介紹

    傳感器特性可以分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性兩大類,這兩類特性分別描述了傳感器在不同輸入條件下的輸出響
    的頭像 發(fā)表于 09-29 16:24 ?2869次閱讀

    氣敏傳感器是使用什么材料

    氣敏傳感器是一種檢測特定氣體或氣體濃度的傳感器,廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)安全、醫(yī)療健康等領(lǐng)域。氣敏傳感器材料選擇對其性能至關(guān)重要,不同的材料
    的頭像 發(fā)表于 09-20 09:51 ?952次閱讀

    使用擴(kuò)展的高精度溫度傳感器進(jìn)行高效的冷鏈管理

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《使用擴(kuò)展的高精度溫度傳感器進(jìn)行高效的冷鏈管理.pdf》資料免費(fèi)下載
    發(fā)表于 09-19 13:08 ?0次下載
    使用<b class='flag-5'>可</b>擴(kuò)展的高精度溫度<b class='flag-5'>傳感器</b>進(jìn)行<b class='flag-5'>高效</b>的冷鏈管理

    利用HDPlas等離子功能化工藝,增強(qiáng)CGM動(dòng)態(tài)血糖儀微型傳感器性能

    由于對實(shí)時(shí)人體健康監(jiān)測以及無縫人機(jī)交互的需求正在迅速增長,近年來已經(jīng)進(jìn)行了大量研究工作來研究可穿戴傳感器和植入式設(shè)備。石墨烯作為一種新型二維材料,以其在力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)等方面的優(yōu)勢,在全球范圍內(nèi)
    發(fā)表于 09-10 15:45

    適用于擴(kuò)展系統(tǒng)的高效、無代碼、無傳感器BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《適用于擴(kuò)展系統(tǒng)的高效、無代碼、無傳感器BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng).pdf》資料免費(fèi)下載
    發(fā)表于 08-29 11:11 ?1次下載
    適用于<b class='flag-5'>可</b>擴(kuò)展系統(tǒng)的<b class='flag-5'>高效</b>、無代碼、無<b class='flag-5'>傳感器</b>BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)<b class='flag-5'>器</b>

    功率放大器在納米晶軟磁材料高頻磁特性測量中的應(yīng)用

    實(shí)驗(yàn)名稱:功率放大器在納米晶軟磁材料高頻磁特性(損耗、磁滯回線、磁致伸縮)測量中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:利用放大器對信號發(fā)生產(chǎn)生的正弦波、三角波、
    的頭像 發(fā)表于 08-12 14:13 ?1087次閱讀
    功率放大器在<b class='flag-5'>納米</b>晶軟磁<b class='flag-5'>材料</b>高頻磁<b class='flag-5'>特性</b>測量中的應(yīng)用

    渦流傳感器測厚度的原理是什么

    的工作原理基于電磁感應(yīng)原理。當(dāng)一個(gè)交變磁場作用于導(dǎo)電材料時(shí),會(huì)在材料內(nèi)部產(chǎn)生渦流。渦流的大小和方向與磁場的強(qiáng)度和頻率有關(guān)。渦流的產(chǎn)生和消失會(huì)導(dǎo)致磁場的變化,這種變化可以通過
    的頭像 發(fā)表于 07-26 15:24 ?1955次閱讀

    傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)有哪些?

    傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)是衡量傳感器性能的重要參數(shù),它們反映了傳感器在靜態(tài)條件下的性能表現(xiàn)。以下是對傳感器靜態(tài)
    的頭像 發(fā)表于 06-19 11:07 ?4037次閱讀

    深入解析:人體傳感器、存在傳感器與場景存在傳感器的差異與應(yīng)用

    場景存在傳感器比存在傳感器探測更精細(xì)化,存在傳感器比人體傳感器探測精度更高
    的頭像 發(fā)表于 05-22 11:05 ?2530次閱讀
    深入解析:人體<b class='flag-5'>傳感器</b>、存在<b class='flag-5'>傳感器</b>與場景存在<b class='flag-5'>傳感器</b>的差異與應(yīng)用

    Aigtek功率放大器如何幫助納米電子生物傳感器更好的研發(fā)和生產(chǎn)

    納米電子生物傳感器納米結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體材料,或?qū)㈤_啟生物工程科技新時(shí)代。在過去的二十年中,出現(xiàn)了一些研究努力,以實(shí)證研究納米電子生物
    的頭像 發(fā)表于 05-20 10:59 ?423次閱讀
    Aigtek功率放大器如何幫助<b class='flag-5'>納米</b>電子生物<b class='flag-5'>傳感器</b>更好的研發(fā)和生產(chǎn)

    什么叫離子傳感器?離子傳感器的工作原理 離子傳感器特性

    什么叫離子傳感器?離子傳感器的工作原理 離子傳感器特性 離子傳感器是一種能夠檢測和測量離子濃度的傳感器
    的頭像 發(fā)表于 03-05 17:01 ?1609次閱讀
    主站蜘蛛池模板: 国产在线综合网 | 色吧在线观看 | 在线二区| 一区二区三区四区视频在线 | 免费观看一级特黄欧美大片 | a欧美视频| 成人中文字幕一区二区三区 | 91激情| 天天综合色天天综合网 | 第四色播日韩第一页 | xxx69欧美| 亚洲乱码一区二区三区在线观看 | 400部大量精品情侣网站 | 天天操夜操| 深夜视频在线观看免费 | 日本黄免费 | 日本护士69xx00 | 亚洲二区在线观看 | 99精品视频免费 | 免费h视频在线观看 | 最近高清免费观看视频 | 女色专区| 欧美在线观看一区二区三 | 欧美不卡视频在线 | 男人j桶进女人j的视频 | 97影院理论在线观看 | 三级网址在线播放 | 狠狠干精品 | 思思久久好好热精品国产 | 美女免费视频色在线观看 | 国产综合色精品一区二区三区 | 婷婷激情五月综合 | 国产香蕉视频在线观看 | 4虎影院在线观看 | 久久综合狠狠综合久久综合88 | 2017天天天天做夜夜夜做 | 一丝不遮视频免费观看 | 亚洲人成网站在线观看妞妞网 | 久草干| 亚洲男人的天堂成人 | 你懂的在线视频观看 |