據(jù)最新消息，日前來自愛爾蘭的科研團(tuán)隊(duì)靈光乍現(xiàn)，將石墨烯和兒童玩具 Silly Putty(彩色橡皮泥)組合在一起，瞬間點(diǎn)燃了納米材料社區(qū)的激情。所產(chǎn)生的全新復(fù)合材料擁有廣泛的應(yīng)用前景，科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)承諾將制造用于醫(yī)療診斷行業(yè)的超敏應(yīng)變式傳感器上。

發(fā)表在《Science》雜志上的研究報(bào)告中，由愛爾蘭科學(xué)基金會(huì)贊助，總部設(shè)于都柏林三一學(xué)院的 AMBER 材料科研中心發(fā)現(xiàn)，如果你在類似于橡皮泥這樣的低粘度材料中添加納米片，其機(jī)電性能就會(huì)產(chǎn)生巨大的變化。你會(huì)突然發(fā)現(xiàn)已經(jīng)擁有了一個(gè)極端敏感的應(yīng)變式傳感器。

當(dāng)你對(duì)已經(jīng)注入石墨烯的橡皮泥施加電壓之后，哪怕是非常輕微的觸摸都會(huì)對(duì)電流產(chǎn)生非常大的變化。而這正是應(yīng)變式傳感器的原理。負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的都柏林三一學(xué)院教授 Jonathan Coleman 說道：如果將含有石墨烯的橡皮泥長度拉伸1%，那么電流就會(huì)調(diào)整 5 倍。非常小的機(jī)械變化都會(huì)產(chǎn)生巨大的電流變化。

在對(duì)石墨烯橡皮泥進(jìn)行的多項(xiàng)測試中，研究人員將這種符合材料分別放置在人的胸部和頸部，用來測量呼吸、脈搏和血壓。研究結(jié)果表明，對(duì)于應(yīng)變式傳感器和壓力傳感器來說，這種復(fù)合材料擁有前所未有的靈敏度，是現(xiàn)有傳感器的數(shù)百倍。

另人感到驚訝的是，此前在該領(lǐng)域?qū)⑹┖偷驼扯染酆衔锝Y(jié)合的研究幾乎沒有。這主要是因?yàn)橄萑肓怂季S誤區(qū)，嘗試?yán)檬┑娜彳浱匦詫⒉牧献兊酶?。因此在此前嘗試的融合中，往往選擇了質(zhì)地堅(jiān)硬的聚合物，在引入石墨烯之后并未得到預(yù)期，甚至某些復(fù)合材料反而變得更堅(jiān)硬了。

盡管有嘗試過將石墨烯和柔軟的聚合物進(jìn)行整合，但此前沒有將石墨烯嵌入到像橡皮泥這樣的柔軟聚合物中。

盡管將石墨烯添加到聚合物中已經(jīng)進(jìn)行了大量的嘗試，但是將石墨烯用于應(yīng)變式傳感器尚屬首次，意味著石墨烯翻開了新的篇章。而主要的原因在于，沒有人會(huì)相信這個(gè)柔軟的材料能夠迸發(fā)出如此強(qiáng)烈的增益效果。盡管 Coleman 堅(jiān)信未來這種復(fù)合材將廣泛應(yīng)用于醫(yī)療傳感領(lǐng)域，但截至目前，最明晰最重要的實(shí)例就是測量脈搏和血壓。

而如何將這種復(fù)合材料設(shè)計(jì)成傳感設(shè)備才是真正的挑戰(zhàn)。Coleman 解釋道轉(zhuǎn)換成為商品，必須擁有類似于智能手表樣的外形以便于佩戴在手腕上，充分利用內(nèi)部的傳感材料進(jìn)行監(jiān)測。然后，你需要電源來產(chǎn)生電流并檢測其中的變化。還有需要?jiǎng)?chuàng)建相應(yīng)的通信系統(tǒng)，將這些信號(hào)傳輸至移動(dòng)手機(jī)上，通過應(yīng)用來收集和分析數(shù)據(jù)。

他說道：坦白來說，所有這些設(shè)想距離走進(jìn)日常生活并不會(huì)太遠(yuǎn)。我并不認(rèn)為工程設(shè)計(jì)方面存在巨大的挑戰(zhàn)。因此我們真的很快會(huì)看到這種復(fù)合材料商業(yè)化。

盡管 Coleman 和他的同事共同研發(fā)的應(yīng)變式傳感器的敏感度已經(jīng)不錯(cuò)，但是他堅(jiān)信當(dāng)前的研究成果僅僅只是提供了全新的復(fù)合材料制造方法，基于這項(xiàng)研究，未來將會(huì)誕生更敏感的傳感技術(shù)。

如此看來，橡皮泥和石墨烯的結(jié)合將會(huì)顛覆醫(yī)療傳感技術(shù)。