Физики сделали сенсор влажности из оксида графена

University of Manchester
Британские физики разработали сенсор влажности на основе оксида графена. Такой сенсор, состоящий из слоя оксида графена и графеновой антенны, очень прост при изготовлении и может работать без внешних источников питания, пишут ученые в Scientific Reports.
Графен представляет собой одиночный слой графита — пленку толщиной в один атом, в которой атомы углерода расположены в узлах гексагональной решетки. За счет своей структуры графен обладает довольно необычными электрическими и механическими свойствами: он проводит электрический ток, при этом он гибкий, прочный и очень легкий, что позволяет использовать сам графен и вещества, полученные на его основе (в частности, оксид графена, в котором к некоторым из атомов углерода в решетке присоединены кислород или гидрокси-группы), в качестве элемента сенсорных дисплеев или для создания RFID-меток, которые применяют для идентификации объектов с помощью радиосигналов.
Физики под руководством Чжижунь Ху (Zhirun Hu) из Манчестерского университета предложили использовать оксид графена для создания сенсора влажности. Такой сенсор основан на том, что диэлектрическая проницаемость оксида графена зависит от количества воды в окружающей среде. Поэтому при увеличении влажности происходит смещение резонансного пика пропускания, который наблюдается у оксида графена в гигагерцовом диапазоне. При уменьшении влажности от 100 процентов до нуля резонансная частота пропускания меняется с 1,04 до 1,01 гигагерца.
По словам одного из соавторов работы нобелевского лауреата Константина Новоселова, это первая технология печати гетероструктур из нескольких двумерных материалов, с помощью которой можно получить функциональное устройство, уже готовое к использованию. А поскольку такое устройство не требует внешних источников питания и проводных соединений для передачи информации, то его можно использовать в качестве одного из элементов интернета вещей — сети, объединяющей друг с другом физические предметы, не оснащенные средствами подключения к традиционным сетям передачи данных.
Материалы на основе графена и его производных применяются не только в электронных устройствах. Также их можно использовать, например, в качестве очень эффективных мембран для фильтрования как воды, так и органических растворителей.
Александр Дубов