新材料與產(chǎn)業(yè)技術(shù)北京研究院院長(zhǎng) 古月文志

利用碳納米管構(gòu)建高性能的生物傳感器

新材料與產(chǎn)業(yè)技術(shù)北京研究院院長(zhǎng) 古月文志

新材料與產(chǎn)業(yè)技術(shù)北京研究院院長(zhǎng) 古月文志

今天介紹一下我們正在研究的可穿戴生物傳感器。我們的研究對(duì)象是碳納米管，研究怎么樣將其從原材料進(jìn)行加工直至可以穿到身上。將一根一根碳納米管織成網(wǎng)狀后，施加電壓的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生隧道效應(yīng)，可以通過碳納米管把我們身體產(chǎn)生的微弱電信號(hào)集中成很大的電流。我們第一步是研究如何將聚集狀態(tài)的碳納米管分散成一根一根的碳納米管，并形成有序的線狀和網(wǎng)狀。有很多學(xué)者通過化學(xué)方法將碳納米材料切碎，使得碳納米管表面上看起來也是一根一根的，但是實(shí)際上很難做到充分的分散。我們發(fā)明了一種被同行稱為“古月分散法”的技術(shù)，能夠更容易分離出單根分散的碳納米管，這種碳納米管也可以在生物檢測(cè)領(lǐng)域用作探針。同時(shí)，用該方法生產(chǎn)單分散碳納米管的成本較低。我們已經(jīng)在北京昌平建立了一個(gè)制備單分散碳納米管的生產(chǎn)基地，生產(chǎn)線一個(gè)月內(nèi)可以生產(chǎn)幾十公斤到幾百公斤碳納米管。

我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室也進(jìn)行了一些研究工作。發(fā)現(xiàn)碳納米管有一定幾率可以穿透植物細(xì)胞細(xì)胞壁，因?yàn)樘技{米管的粗細(xì)跟病毒差不多。當(dāng)碳納米管穿透植物細(xì)胞細(xì)胞壁的時(shí)候，植物可以把碳納米管破壞掉，而不擴(kuò)散到其他部位，由此表明碳材料比其他納米材料毒性小。另外，由于碳納米管的結(jié)合力非常強(qiáng)，以其為基礎(chǔ)生產(chǎn)制備的碳管膜，牢固度完全符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

遠(yuǎn)紅外線無電阻絲型電熱墊是我們研究院的另一項(xiàng)產(chǎn)品，它比普通電熱絲更節(jié)能。在醫(yī)療保健方面，我們的產(chǎn)品在電熱轉(zhuǎn)換過程中能夠產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外線，促進(jìn)對(duì)鈣質(zhì)的吸收，具有補(bǔ)鈣健骨的效果，所以我們給這款產(chǎn)品取名叫暖心補(bǔ)鈣。我們檢測(cè)了該產(chǎn)品的遠(yuǎn)紅外線效果，其電熱轉(zhuǎn)換率超過90%，在行業(yè)是首創(chuàng)。將來我們希望能夠利用碳納米材料制備出可以測(cè)量心跳和心電圖的智能服裝，并把檢測(cè)信號(hào)發(fā)送到手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)個(gè)人健康管理。