澳大利亚研究人员利用二氧化钛和石墨烯开发新低功率太阳传感器涉外家政

2020-08-04 12:44

近日,澳大利亚研究人员通过将二氧化钛和石墨烯结合,开发出一种新颖的低功率太阳传感器。

阳光对人类健康是至关重要的。如果长时间不接触紫外线B(UVB),我们的身体就很难产生足够的维生素D来支持强健骨骼的发育。但是,太阳光也会导致晒伤,如果长时间暴晒,甚至会导致皮肤癌。而这一问题促进了可穿戴太阳传感器的发展,当他们暴露在阳光下超过建议的数值时,可以通过智能手机通知用户。

在11月的Carbon期刊中,来自新南威尔士大学的研究团队提出了一种新的紫外线传感器设计:一种基于氧化石墨烯(GO)光还原的设计。通过将GO片和二氧化钛(TiO2)纳米颗粒同时沉积到交叉指状电极,获得制造传感器。TiO2具有大的带隙,是一种紫外线敏感的光催化剂。当在碳和乙醇存在下照射时,TiO2的光生电子转移到GO片上,对其发生还原,从而改变其导电性。

该研究团队发现在紫外线照射的短暂初始阶段,电阻逐渐降低(或电导率增加)。在长时间暴露于紫外线(36小时)照射后,石墨烯片的电阻从192下降到0.84。然而,暴露在可见光下对样品没有影响,这表明传感器适应能够导致晒伤的紫外波长。此外,紫外线照射的每个周期都会产生基线电导率的变化,也就是说,传感器能够“记住”每次照射。

这些结果表明,传感器准确地模拟了人体皮肤对太阳的反应。对紫外线照射的初始反应很小,但随着时间的增加,无论是电导率的增加还是晒伤的发生,都会迅速积累。传感器的“记忆”效应意味着在没有电源的情况下不断记录日照量,并且可以随时读取。研究人员还指出,也可以调整传感器的氧化,以反映不同皮肤类型的行为。通过这种方式,该传感器可用于实时监控阳光照射。

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