石墨烯传感器创新物联网应用

2018-01-12 20:52:37编辑:王磊 关键字:石墨烯传感器  物联网

英国曼彻斯特大学的研究人员将石墨烯传感器嵌入于RFID装置中,实现了免用电池的无线智能湿度监测器;借由这项研究推动石墨烯技术结合其他2D材料的可能性,从而为无线感测应用开创新的物联网应用…


英国曼彻斯特大学(University of Manchester)的研究人员将石墨烯传感器嵌入于无线射频辨识(RFID)装置中,以实现免用电池的无线智能湿度监测器。这项研究的目标是实现物联网(IoT)在制造业、食品安全、医疗保健以及像核废料处理等敏感操作环境的应用。

研究人员在发表于《科学报告》(Scientific Reports)的论文中描述了他们的研究。透过将石墨烯氧化物(GO,石墨烯的衍生物)分层到石墨烯上以创建软性的异质结构,该团队开发了用于远端监控的湿度传感器,并能够连接到任何无线网路。该实验装置不需要电池供电,因为它能从接收器采集电力。据研究人员介绍,这些传感器可以逐层列印,以极低的成本实现大规模量产。


研究小组负责人Zhirun Hu预测,这项研究将致使“这一技术在未来与其他2D材料整合的可能性,从而开创无线感测应用的新局面”。


根据这篇论文,这项研究还涉及在GHz频率的各种湿度条件下测量GO的相对介电常数。研究人员发现,相对介电常数随着吸水量的增加而增加。在 GHz频率环境下的实验结果,不同于几MHz或更低频率环境下的结果,在低频环境下,相对介电常数随着湿度的降低而增加。

研究人员利用石墨烯氧化物的这种电性能,透过在石墨烯天线上涂覆GO层来制作无电池无线的RFID湿度传感器。GO/石墨烯天线的谐振频率以及反向散射相位对周围湿度变得特别敏感,并且可以由RFID读取器检测到具体数值。因此,该结构允许将数位辨识元件放置在任何位置或物品上实现无线湿度监测,并为物联网应用的低成本高效率传感器铺路。



传感器可以逐层列印,以低成本实现大规模量产;该技术适用于一系列2D材料 (来源:University of Manchester)


石墨烯于2004年在曼彻斯特大学被发现,是第一个被分离出的2D材料。它比钢更坚固,重量更轻、更软,导电性也比铜好。自从石墨烯被发现以后,陆续有其他一些2D材料被鉴定出来,而且这一串名单还在继续增加中。科学家们透过将2D材料按照精确选择的顺序分层,以创建范德华(van der Waals)异质结构,发现他们可以制造出针对特定用途的高性能结构。


负责协调湿度传感器专案的曼彻斯特大学教授Konstantin Novoselov于2010年荣获诺贝尔物理学奖,他称该专案是“可印刷技术的第一个例子,能让几种2D材料汇集在一起,创造出适合工业应用的功能元件。物联网是一个快速成长的技术领域,我相信2D材料将在这里发挥重要作用。”

关键字:石墨烯传感器  物联网

来源: eettaiwan 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/article_2018011218843.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:3Q17全球蜂窝物联网连接量年增41% 大陆电信厂商占据46%市场
下一篇:AI与区块链技术将成2018年炸子鸡

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

详解三维石墨烯传感器

电极是电化学传感器的核心材料。由于碳材料(活性炭,玻璃碳,碳纳米管和石墨等)具有导电性、化学稳定性且易加工等特点,已被广泛地应用于电化学电极材料之中。而石墨烯作为一种新型的二维纳米碳材料,拥有更加优异的导电性能和极高的比表面积,现已成为新型碳材料电极的最佳选择。  新加坡南洋理工大学张华教授的课题组对氧化石墨烯的功能化修饰及其在电化学方面的应用做出了较多的探讨与研究,他们的工作也进一步肯定了石墨烯在电化学上具有广阔的应用前景。在2011年时,张教授的课题组就研制出了一种具有三维结构的新型石墨烯材料,并将其应用于电化学电容器(超级电容器)。该材料利用化学气相沉积法并在高温反应下合成而出。这种新材料不仅具备极低的缺陷密度和优异的导电性
发表于 2014-09-21 15:19:16
详解三维石墨烯传感器

制造业成中国物联网最大行业,也是最大的致胜法宝

2018年激战正酣的世界杯上冷门频现,“美中不足”(即“美国与中国未能参与”)成为一大遗憾。但是,在全球物联网市场上,中美依然保持了强劲的发展势头,根据IDC最新发布的《2018年上半年全球物联网支出指南》,到2022年全球物联网(IoT)支出将达到1.2万亿美元,2017年至2022年期间复合年增长率(CAGR)为13.6%。其中,中国物联网支出规模将达到3000亿美元,在全球的物联网市场中占比超过四分之一,中国将超越美国成为全球最大的物联网市场。面对用户对于物联网应用的强烈需求,如何在其中发现市场机会以帮助企业实现 “技术 业务”的数字化转型,如何改变物联网产业链的 “碎片化”现状以及满足用户的个性化需求等,是所有市场参与者
发表于 2018-07-20 19:19:58

解读ADI工业物联网布局策略

根据埃森哲的研究报告,全球工业物联网(Industrial Internet of Things,简称IIoT)市场规模预计在2020年将超过5,000亿美元。基于当前的投入水平,到2030年预计工业物联网为世界经济带来的收益至少在10万亿美元。同时,随着中国制造业的发展,工业物联网的市场规模逐渐扩大,预测未来15年中国将在工业物联网领域受益约1.8万亿美元,市场前景广阔。 工业物联网是实现工业4.0的基础,通过将感知技术、通信技术、传输技术、数据处理技术、控制技术,运用到生产、配料、仓储等所有阶段,实现生产及控制的数字化、智能化、网络化,提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,最终实现将传统工业提升到智能化
发表于 2018-07-19 10:39:00
解读ADI工业物联网布局策略

实时物联网设备又有创新发展

作为意法半导体的STM32 *产品家族最新成员,STM32F7x0和H7x0超值系列(Value Lines) 微控制器(MCU)将为开发人员提供更高的灵活性。该系列产品适用于开发价格亲民、以性能为导向的实时物联网设备应用系统,同时不会影响目标应用的功能或网络安全性。 这些新产品线精简了嵌入式闪存功能,只保留最基本的重要配置,但仍然可以在片上安全运行安全启动代码、敏感代码和实时例程,发挥出嵌入式闪存访存时间比外部闪存快25倍有余的优势(在缓存失效情况下)。在必要时,设计人员可以通过下面两种途径扩展应用系统,第一种方法是增装一个片外串行或并行(最多32位)存储器,发挥片上各种外部接口和就地执行(XiP)功能的优势。第二种
发表于 2018-07-19 10:32:10
实时物联网设备又有创新发展

以后的公共网络将会更加安全

同时推出了超高密度技术套件,可提高网络性能和支持WPA3安全协议,以保护终端用户免受常见攻击  ARRIS旗下致力于研发创新型有线及无线网络技术的优科网络公司(Ruckus Networks)宣布推出业界首款支持物联网和LTE功能的802.11ax无线接入点(AP)Ruckus R730。支持大容量和12个空间串流(spatial-stream)的R730与全新的Ruckus超高密度技术套件协同工作,在体育场、火车站和学校等超高密度用户环境中可流畅传输高清、延迟敏感型视频。此外,R730符合新的WPA3™安全协议和Wi-Fi™ Enhanced Open认证,可在公共网络上实现更安全的连接。 
发表于 2018-07-18 16:35:18
以后的公共网络将会更加安全

工业4.0的基础架构——工业物联网,落地成真

近年来智能化成为各产业的热门议题,而智能化愿景要落实,必须根基于自动化技术,从实际应用面观察,自动化系统必须附加在某个技术上,促使此技术改善质量、提升效率,因此自动化技术所产生的价值,容易被看见、计算,智能化系统与之不同之处,在于智能化是藉由开创全新系统提供全新的价值,以打开另一个全新市场,而以制造业来说,工业物联网仍属于自动化范畴,要真正达到智能化,必须倚靠之后云端平台与AI技术的导入。视觉技术进化 检测快速稳定工业物联网的系统建置目标,聚焦于制造业前端设计与后端制程系统,用以提高产线弹性,现在市场上的工业物联网作法有两种,一是设备中建置传感器,传感器可快速判断工件的类别,改变生产方式,不过一旦所需处理的工件种类变多,这需要
发表于 2018-07-16 19:15:47

小广播

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved