橡皮泥和石墨烯竟然碰撞出了火花，計畫顛覆醫療傳感

目前涉及石墨烯的所有討論和研究，都是嘗試利用該材料的柔韌特性創建複合材料，應用在可穿戴和柔性電子上，雷鋒網也曾經做過不少覆蓋，只是目前大部分石墨烯複合材料都存在堅硬和不靈活的問題。

雷鋒網消息，日前來自愛爾蘭的科研團隊靈光乍現，將石墨烯和兒童玩具 Silly Putty（彩色橡皮泥）組合在一起，瞬間點燃了納米材料社區的激情。所產生的全新複合材料擁有廣泛的應用前景，科研團隊已經承諾將製造用於醫療診斷行業的超敏應變式感測器上。

發表在《Science》雜誌上的研究報告中，由愛爾蘭科學基金會贊助，總部設於都柏林三一學院的 AMBER 材料科研中心發現，如果你在類似於橡皮泥這樣的低粘度材料中添加納米片，其機電性能就會產生巨大的變化。你會突然發現已經擁有了一個極端敏感的應變式感測器。

當你對已經注入石墨烯的橡皮泥施加電壓之後，哪怕是非常輕微的觸摸都會對電流產生非常大的變化。而這正是應變式感測器的原理。

負責該專案的都柏林三一學院教授 Jonathan Coleman 說道：「如果將含有石墨烯的橡皮泥長度拉伸1%，那麼電流就會調整 5 倍。非常小的機械變化都會產生巨大的電流變化。」

在對石墨烯橡皮泥進行的多項測試中，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。研究結果表明，對於應變式感測器和壓力感測器來說，這種複合材料擁有前所未有的靈敏度，是現有感測器的數百倍。

「我們發現，當你將石墨烯和此類極軟聚合物組合在一起的時候，它們不僅完全勝任應變式感測器的角色，而且跟目前我們創建的感測器相隔幾光年的距離。」Coleman 表示：「而且，這些特性事實上和這些柔軟的聚合物密切相關。」

另人感到驚訝的是，此前在該領域將石墨烯和低粘度聚合物結合的研究幾乎沒有。這主要是因為陷入了思維誤區，嘗試利用石墨烯的柔軟特性將材料變得更軟。因此在此前嘗試的融合中，往往選擇了質地堅硬的聚合物，在引入石墨烯之後並未得到預期，甚至某些複合材料反而變得更堅硬了。

儘管有嘗試過將石墨烯和柔軟的聚合物進行整合，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。

儘管將石墨烯添加到聚合物中已經進行了大量的嘗試，但是將石墨烯用於應變式感測器尚屬首次，意味著石墨烯翻開了新的篇章。

而主要的原因在於，沒有人會相信這個柔軟的材料能夠迸發出如此強烈的增益效果。

「我們都知道人類在這方面的研究並不多，」Coleman 說道：「但是我必須承認的是，我們從未想過這種新型複合材料能呈現如此有趣的實驗結果。」

儘管 Coleman 堅信未來這種複合材將廣泛應用於醫療傳感領域，但截至目前，最明晰最重要的實例就是測量脈搏和血壓。

Coleman 說道：「我們能夠以相對直接的方式的來測量脈搏。儘管現在有豐富的醫療手段實現，但是我們的方法相對更加簡單、便宜且具有持續性。」

「這項複合材料投入商用的首個挑戰就是材料的供應，不過我認為這並不是問題。」Coleman 說道：「市場上有很多石墨烯的商業供應商，能夠大批量供應這種材料。而且，橡皮泥是常見且容易獲得的材料的。而兩種材料的組合程式也相當的簡單，自然可以工業化。所以，製造這種複合材料沒有問題。」

而如何將這種複合材料設計成傳感設備才是真正的挑戰。Coleman 解釋道轉換成為商品，必須擁有類似于智慧手錶樣的外形以便於佩戴在手腕上，充分利用內部的傳感材料進行監測。然後，你需要電源來產生電流並檢測其中的變化。還有需要創建相應的通信系統，將這些信號傳輸至移動手機上，通過應用來收集和分析資料。

他說道：「坦白來說，所有這些設想距離走進日常生活並不會太遠。我並不認為工程設計方面存在巨大的挑戰。因此我們真的很快會看到這種複合材料商業化。」

儘管 Coleman 和他的同事共同研發的應變式感測器的敏感度已經不錯，但是他堅信當前的研究成果僅僅只是提供了全新的複合材料製造方法，基於這項研究，未來將會誕生更敏感的傳感技術。

「我們真正想做的事情是研發下一代傳感技術。」Coleman 說：「我們已經擁有了非常敏感的複合材料，但是我們也看到用不同的方式不同的聚合物，整合石墨烯來製作複合材料，或許能夠創建比我們當前敏感十倍以上的複合材料。」至於它未來的發展狀況如何，雷鋒網將繼續關注。

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