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未來的電子設備竟然可以食用!你相信嗎?

激光誘導石墨烯技術

新的激光誘導石墨烯技術為可食用電子設備打開了大門。人們或可以利用這項技術來追蹤食品的生產鏈、運輸鏈,還可以用來檢測食品中的有害生物,進一步提高食品安全。

藉助新激光技術,可以將石墨烯「寫」到烤麵包、土豆和其他食物上,未來的可食用電子產品會得到大發展。

電子產品,是現代世界的命脈,但你會發現它們將很快就會成為我們日常飲食的一部分。聽起來是不是不可思議!在ACS Nano的一項研究中,科學家們報告說他們已經開發出一種方法,可以將石墨烯圖案寫入幾乎任何物體的表面,包括食物。他們說,這項新技術可以為可食用電子產品奠定基礎,這些電子產品能夠追蹤食物從農場到餐桌的整個過程,以及可以檢測出有可能導致胃痛的有害生物。

石墨烯

石墨烯由以蜂窩圖案排列的單層碳原子組成。它比鋼更堅固,比人發更薄,比銅更具導電性,是下一代緊湊型智能電子產品的理想構件。幾年前,James M. Tour及其同事用激光加熱了廉價塑料的表面,產生了一種叫做激光誘導石墨烯(LIG)的東西。LIG是由微小的交聯石墨烯薄片製成的泡沫。該過程可以嵌入或燒錄可用作超級電容器、射頻識別(RFID)天線或生物感測器的模式。基於這些研究結果,研究人員推測,任何含有合理碳量的物質都可以轉化為石墨烯。為了測試這個理論,Tour的團隊試圖將LIG製作成食物。

在一定條件下,人們非常期望有一種簡單且容易的方法,可從可再生物質如食品、布、紙和紙板到高性能聚合物如Kevlar或甚至天然煤這些材料的表面上獲得圖案化的石墨烯。在這裡,我們報告了一種使用多脈衝激光劃線將各種基板轉換為激光誘導石墨烯(LIG)的方法。

隨著多重激光工藝的多功能性的增加,可以在環境大氣中在不同數量的襯底的表面上實現高導電圖案。可使用散焦方法在激光的單次通過中產生多束激光,這進一步簡化了程序。與先前報道的聚醯亞胺(Kapton)基板上的石墨烯的激光誘導相比,該方法可以在不增加處理時間的情況下實施。實際上,可以使用這種多次激光方法將任何可以轉化為無定型碳的碳前體轉化為石墨烯。這可以是用於在諸如柔性或甚至可生物降解和可食用電子器件的應用中在不同基底上形成石墨烯的通用技術。

研究人員使用單個激光脈衝將目標物質的表面層轉換成無序的原子混合物,稱為無定形碳,通常稱為黑色煙灰。然後,他們用散焦光束進行多次激光通過,將煙灰轉化為石墨烯。通過使激光束散焦,研究人員可以加快轉換過程。與以前的LIG工藝不同,在這些實驗中進行的石墨烯轉化是在室溫下進行的。總的來說,該過程表明LIG可以刻在紙、紙板、布,煤、土豆、椰子、烤麵包和其他食物上。研究人員表示,這些結果表明食品最終可以用LIG製造的RFID天線標記,這可以幫助追蹤食物來源,它存放了多長時間以及它如何到達餐桌。此外,他們建議LIG感測器可用於檢測潛伏在沙拉、肉類和其他食物中的大腸桿菌和其他有害生物。

來源:百家號-科技影響世界

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