石墨烯為載體的石蕊試紙類色變傳感器問世

       近日，哈爾濱工業大學研究人員成功研發出一種以石墨烯為載體的石蕊試紙類的色變傳感器。該新型色變傳感器可以方便而靈敏地檢測生活環境中的氣態有機污染物。研究成果日前發表于《先進功能材料》。

       生活環境中產生的氣態有機污染物，對環境和人類健康都造成一定危害。近日，哈爾濱工業大學研究人員成功研發出一種以石墨烯為載體的石蕊試紙類的色變傳感器。該新型色變傳感器可以方便而靈敏地檢測生活環境中的氣態有機污染物。研究成果日前發表于《先進功能材料》。

       記者在哈工大基礎交叉科研院微納米技術研究中心見到了這種“神奇”試紙。試紙為藍色，大小如同日常生活中可見到的測試酸堿度的PH試紙一樣。隨后，課題組成員、博士生王曉娜將一片試紙放入玻璃瓶內，當試紙遇到玻璃瓶內的有毒氣體時，立即變成了粉紅色。據介紹，當有毒氣體濃底越高時，試紙的顏色也就變得越深。

       “看上去這只是一張普通的試紙，但是它卻很有科技含量。”王曉娜告訴記者，它是以石墨烯為載體的石蕊試紙類的色變傳感器，石墨烯是目前世界上已知的最薄卻也是最堅硬的納米材料，也是目前全世界研究的熱點。

       該課題負責人胡平安教授表示。隨著百姓對健康越來越關注，越來越多的家庭在裝修后進行室內環境檢測，這種檢測收費并不便宜，還需要幾天的時間。“是否能找到一種方便、靈敏又便宜的檢測試法。”課題組想到了測試酸堿度的PH試紙，而石墨烯這種新材料可與室內環境和檢測目標更好的接觸，從而提高檢測靈敏性。“室內空氣中即使有0.01%的污染也會被檢測出來……”胡平安說。

       有機有毒氣體是室內環境及空氣中的重要污染源，有機污染物(簡稱POPs)是指具有長期殘留性是指具有長期殘留性、Pollutants，簡稱POPs)是指具有長期殘留性、生物蓄積性、半揮發性和高毒性，并通過各種環生物蓄積性、半揮發性和高毒性，境介質(大氣、土壤等)境介質(大氣、水、土壤等)能夠長距離遷移并對人類健康和環境造成嚴重危害的天然或人工合成的有機化合物。研發應用于有機污染物的簡易而靈敏的檢測方法對人體健康保護具有重要的意義。

       目前，該課題組制成的試紙是石墨烯與聚丁二炔的復合薄膜，主要針對實驗內常見的有機化學污染物。對于室內裝修污染最常見的甲醛等污染，研發人員說，只要變換一下這種石墨烯復合薄膜反應物質即可。制造這種薄膜的成本也很低廉，一小片試紙只需幾毛錢。據了解，這種以石墨烯為載體的石蕊試紙類的色變傳感器在全球也是首次研發。

       為此，哈工大基礎交叉科研院微納米技術研究中心胡平安課題組在國家自然科學基金委和“973”項目的支持下，對石墨烯等二維結構材料進行了深入系統研究，最終研發出了基于類石墨烯硫化鎵超薄片的新型剛性及柔性光電器件。實驗結果顯示，這種器件性能大大超過了目前文獻報道的其他二維材料(如石墨烯、二硫化鉬等)。