柔性光电探测贴片可安装在弯曲的管道内，以检测水温、污染物的实时变化

柔性光电探测贴片可安装在弯曲的管道内，以检测水温、污染物的实时变化

大阪大学科学与工业研究所 (SANKEN) 的科学家与中央大学、埃因霍温工业大学和国家先进工业科学技术研究所合作，开发了一种用于液体质量监测的非破坏性片状传感器。使用在碳纳米管层中产生的电压，该方法不需要采样、化学标记或外部光源。这项研究的应用可以实现对化工厂或环境敏感水区的现场质量控制。

监测流经管道的水中的化学成分对于工业应用（例如食品或饮料生产）以及识别到达环境的废水中的环境污染至关重要。然而，目前的方法需要定期收集样本进行测试，以及使用化学试剂或标签。需要一种新的方法来进行无中断的持续监控。

现在，一组研究人员发明了一种柔性片材，它使用嵌入的碳纳米管薄膜作为光电探测器层。当暴露在光辐射下时，碳纳米管可以产生电压，该电压可以被连接的电极检测到。“我们的可拉伸片材设备配备了高灵敏度、宽带光学传感器，使其能够连接到各种形状的管道上，” Li Kou 和 Teppei Araki 说。

这项工作的概念图。(A) 可拉伸宽带光电传感器阵列片的照片。该片材由柔性 CNT 薄膜 PTE 通道、弹性读出电极和 PU 薄膜基板组成。比例尺，3 毫米。(B) 多功能柔性胶带和可拉伸 PTE 传感器片之间的机械跟随性与 3D 物体运动的简单比较。橡胶液体管用柔性胶带和可拉伸的扫描片包裹。两种包装配置都允许多视图监控。另一方面，可拉伸的片状装置包裹物有利地跟随管的弯曲，而柔性带容易从管上剥离。这意味着可拉伸的扫描仪片材包裹配置可实现对柔软可移动目标物体的现场监控。比例尺，5 毫米。(C) 通过简单的外表面包裹实现无损和非采样、源和无标签、被动和现场动态液体化学光监测方案。所提出的装置牢固地附着在曲线液体输送物体上，通过 BBR 信号扫描了解内部溶液浓度。

也可以根据黑体辐射被动监测水温的变化。对于杂质检测或饮料检测，可以使用外部太赫兹或红外光源。这使得光谱方法可以连续应用于流动的液体。资深 Yukio Kawano 和 Tsuyoshi Sekitani 说：“光学传感器片可以轻松地可视化管道中裂缝和液体的浓度、温度、粘度和位置，有助于实现未来的环境测量系统。” 研究人员对该系统进行了测试，发现葡萄糖浓度和被动产生的电压之间存在线性响应。

该团队希望这项研究能够导致工业质量控制方法的现代化，其中可以连续监测污染物浓度，而不是在预定的收集期间。该研究发表在《科学进展》上。

来源：柔智烩3xmaker合越