研究目的
开发一种织物兼容的紫外线传感器,使用涂有单壁碳纳米管墨水的纤维素基线,适用于可穿戴应用。
研究成果
涂覆单壁碳纳米管的棉线在可穿戴应用中展现出优异的紫外线传感性能,在阳光直射条件下具有实际可用性。该传感器能从全波段中识别自然紫外线,显示出在可穿戴/柔性紫外传感系统中的应用潜力。
研究不足
传感器的恢复时间比响应时间慢,这表明纳米管表面氧的吸附速率远小于紫外光诱导的氧脱附速率。该传感器在机械形变下的性能及长期可靠性尚未进行广泛测试。
1:实验设计与方法选择:
研究通过将单壁碳纳米管(SWCNT)墨水涂覆在纤维素线上制备紫外传感器,测量该线材在紫外照射下的电阻响应。
2:样本选择与数据来源:
将线材束用去离子水冲洗去除表面污染物后浸入稀释的SWCNT墨水,随后自然干燥。
3:实验设备与材料清单:
KH化学公司提供的SWCNT墨水(纯度>80%,半导体型,直径1~1.3纳米,长度5~50微米)、银纳米片环氧树脂电极材料,以及商用固态光功率计用于校准。
4:3纳米,长度5~50微米)、银纳米片环氧树脂电极材料,以及商用固态光功率计用于校准。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:使线材暴露于不同波长的紫外光、可见光及红外光下,通过基于Arduino的数据记录系统测量并记录电阻响应。
5:数据分析方法:
将传感器响应定义为电阻变化量与初始电阻的比值((R–Ri)/Ri),分析其对不同光照强度及波长的响应。
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SWCNT ink
purity > 80%, semiconducting, diameter=1 ~ 1.3 nm, length=5 ~ 50 μm
KH Chemicals Co.
UV sensitive medium for the sensor
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silver nanoflakes epoxy
Used for making two terminal electrodes
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commercial solid-state optical power-meter
Used for calibrating the power density of light sources
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Arduino-based data logging system
Used to collect all the resistive responses from the wearable UV sensors
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