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基于石墨烯试纸的液体快速识别系统

液体分析在产品质量、环境水体及药物递送检测等方面具有广泛应用,如检测液体食品是否符合标准,判断泄露未知液体的种类等,因此对食品安全、健康和环境保护具有重要意义。目前,在液体分析领域,人们已开发了包括化学分析、光学分析、电子舌、液体参数分析等多种不同类型的分析方法。这些液体分析方法适用于不同的应用场景,但不满足可便携、柔性化、低成本等条件。


近日,清华大学朱宏伟教授(点击查看介绍)课题组开发了一种基于石墨烯试纸的液体分析方法。这种石墨烯试纸的传感层由石墨烯与纤维素醚的纳米复合材料组成,其中石墨烯作为导电材料与液体传感材料。当液体滴加在石墨烯试纸上时,试纸的电阻产生显著变化。他们对电阻变化曲线通过参数提取及主成分分析等模式识别算法进行处理后,即可获得待测液体的定性分析结果。这种基于石墨烯试纸的新型电子舌具有可柔性化、易便携、成本低、样品需求量低(≈ 2 μL)、检测时间短等特点,对具有不同极性、粘度、蒸发潜热和导电率的液体具有良好的识别效果。


该工作以石墨烯作为传感材料,实现了水、有机溶剂及多种复合溶液的定性分析,还可进一步将基于石墨烯化敏电阻液体分析器件的检测范围拓展至盐溶液、高分子溶液及多种液体(包括各类饮品、酒类、酸甜苦辣咸五味、体液)。例如,石墨烯试纸成功鉴别了含甲醇的白酒及掺有三聚氰胺的牛奶,在食品安全方面具有潜在的应用前景。


相关成果发表在Global Challenges 上,第一作者为清华大学材料学院的博士生姜欣。该项目受到国家自然科学基金的资助。


该论文作者为:Xin Jiang, Tingting Yang, Changli Li, Rujing Zhang, Li Zhang, Xuanliang Zhao and Hongwei Zhu

原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Rapid liquid recognition and quality inspection with graphene test papers

Global Challenges, 2017, DOI: 10.1002/gch2.201700037


导师介绍

朱宏伟

http://www.x-mol.com/university/faculty/17890


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