利用CNF與奈米碳管製作纖維,適用於檢知微量水分感測器用途

 

刊登日期:2023/9/4
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日本東北大學與美國華盛頓大學以植物由來新素材-纖維素奈米纖維(CNF)為主原料,共同開發了一項新型纖維。新材料是一款具有高強度與導電性的極細纖維,且擁有在吸收微量水分後停止電流流動的特性,可望應用於不喜潮濕的精密設備或檢測汗液、呼氣中所含水分之感測器等用途。

研究團隊試作出的纖維直徑為20 μm,並可進一步微細化。CNF中混合了約50%的奈米碳管。製作方法係將溶解了CNF與奈米碳管的液體混合並倒入寬度為微米級的凹槽中,接著施加200伏特的電壓。其後以鹽酸與水壓進行固定,進而製作出奈米碳管與CNF沿相同方向定向並纏結的纖維。

經過纖維特性調查後確認除了具有CNF的高強度之外,並同時具有導電性。此外,當水分子進入纖維中奈米碳管的間隙後會形成纖維不導電的特性。利用此一性質,甚至可以檢測出小於一滴水滴的微量水分(0.25 μL),相較於既有水分感測器,靈敏度達5倍以上。

今後研究團隊計畫將新型纖維應用於皮膚表面汗水檢測設備的開發。此外,CNF的直徑為奈米級,新型纖維的粗細亦可透過設計自由改變,若將其與微型機器結合,將可適用於檢測內部濕度的感測器等用途。


資料來源: https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUC214ID0R20C23A7000000/
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