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石墨烯的主要用途有哪些

石墨烯的主要用途有哪些

石墨烯是一种备受瞩目的神奇材料,其独特的结构由碳原子以特殊方式组成六角型平面薄膜。最近,这种材料又迎来了一项新的应用——被用作检测食物是否变质的传感器中的关键成分。

这一传感器是由爱荷华州立大学与伊利诺伊州西北大学的科研团队联手研发的。其制造过程中的一个重要步骤是将石墨烯电极气溶胶喷印在柔性聚合物基底上。接着,科研团队巧妙地利用化学方法将组胺抗体整合到石墨烯表面。虽然组胺通常用于检测过敏反应,但在变质肉或鱼中也会释放这种物质。

当我们将这个装置放置在食品样本附近时,任何存在的组胺分子都会与石墨烯上的抗体结合,进而阻碍电子的流动。这种结合会导致材料的电阻增加——存在的组胺分子数量越多,电阻就越大。

在通电后,科学家就能够成功检测到电阻,并据此推断组胺的水平。目前,该传感器的灵敏度极高,可以检测到低至百万分之3.41的组胺浓度。相比之下,食品和物管理局将鱼的变质定义为超过百万分之50的任何物质,所以这一传感器的应用前景十分广阔。

值得一提的是,该传感器的生产成本并不高,因此很容易进行大规模生产。科研团队还表示,通过替换系统中的抗体,这一传感器还可以用于检测其他有害细菌或疾病相关的生物标志物等。

这一突破性的研究来自于爱荷华州立大学,展示了石墨烯在食品质量检测方面的巨大潜力。


石墨烯的主要用途有哪些

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