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基于氧化石墨烯和凝胶包覆光纤光栅的pH传感器在生物医学领域的应用

DOI：10.3390/proceedings2130789 期刊：Proceedings 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 一种基于水凝胶涂层光纤光栅的生物医学用pH传感器已研制成功，其中采用氧化石墨烯（GO）来增强涂层与光纤之间的结合力。研究分析了两种GO沉积方法——蒸发法和共电镀法。论文得出结论：在pH值2至10范围内，GO蒸发沉积于光纤+水凝胶体系的灵敏度（(6.1±0.5) pm/pH）远高于铜与GO共电镀+水凝胶体系（(1.9±0.1) pm/pH）。另一结论是：前者体系的光纤涂层结合能较低，而后者体系具有更强的结合能和更好的耐久性。
作者： Leonardo Binetti，Alicja Stankiewicz，Lourdes S. M. Alwis
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

开发一种基于水凝胶涂覆光纤光栅的pH传感器用于生物医学应用，利用氧化石墨烯（GO）增强涂层与光纤之间的结合力，并比较两种GO沉积方法（蒸发法和共电镀法）在传感器灵敏度和耐久性方面的效果。

研究成果

该研究成功开发了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的凝胶涂层pH传感器，通过氧化石墨烯（GO）增强了结合力。蒸发GO法具有更高灵敏度但结合较弱，而共电镀法则结合更强但灵敏度较低。结果表明，传感器设计中灵敏度与耐用性存在权衡关系。

研究不足

水凝胶在极端pH条件（高于10.0或低于5.0）下会发生降解，从而限制了传感器的操作范围。虽然蒸发氧化石墨烯法灵敏度更高，但与共电镀法相比，其与纤维的结合强度较弱。

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