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IF:79.8!哈佛大学锁志刚院士等,最新Nature系列综述!

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2024-12-11 07:59
    

主要观点总结

非法拉第结(NFJ)是离子导体和电子导体之间的连接,能充当传感器,具有灵敏度高、响应快、体积小、自供电等特点。本文详细阐述了NFJ传感器在心脏、大脑和肌肉的电生理学以及可穿戴和可植入设备、软机器人等领域的应用,并介绍了其传感原理、表征方法、压力、声学、温度和化学传感等方面的特点。文章还讨论了NFJ传感器的材料和未来展望。

关键观点总结

关键观点1: 非法拉第结(NFJ)的特性

NFJ是离子导体和电子导体之间的连接,具有灵敏度高、响应快、体积小和自供电等特点。NFJ传感器能够无损且持久地传感,其电荷-电压曲线对各种环境信号敏感。

关键观点2: NFJ传感器的应用

NFJ传感器广泛应用于心脏、大脑和肌肉的电生理学,以及可穿戴和可植入设备、软机器人、压力、声音、温度和化学物质传感等领域。

关键观点3: NFJ传感器的传感原理

NFJ出现在离子导体和电子导体之间的界面处,其中不发生电化学反应。这些结充当电容器,在界面处存储电荷并在电解质内形成离子气氛。NFJ的表征涉及在电极-电解质界面上施加电压阶跃,以确定电荷-电压和电流-电压关系。

关键观点4: NFJ传感器的材料选择

NFJ传感器的多功能性源于对离子导体、电子导体和电介质材料的精心选择。材料的选择影响到传感器的灵敏度、稳定性、拉伸性、透明度和可降解性。

关键观点5: NFJ传感器的未来展望

未来,NFJ传感技术的发展方向包括克服现有挑战并扩展应用,如开发自供电传感器、解决化学传感中的污染问题、集成NFJ阵列以同时检测多个信号、利用增材制造生产高度定制的传感器阵列,以及设计用于实时生理监测和神经元相互作用的柔软、生物相容的NFJ接口。


文章预览

非法拉第结 (NFJ) 是离子导体和电子导体之间的连接,其中不发生电化学反应。该结的行为就像一个电容器,通过化学、电力和熵耦合离子和电子电流。其电荷-电压曲线对各种环境信号敏感,使其能够充当传感器;由于不发生任何反应,传感是无损且持久的。NFJ传感器灵敏度高、响应快、体积小,并且可以自供电。这些传感器广泛用于心脏、大脑和肌肉的电生理学,并且在可穿戴和可植入设备、软机器人以及传感压力、声音、温度和化学物质方面的应用正在兴起。 鉴于此, 中山大学 王叶成研究员 、 西安交通大学贾坤 副教授 和 哈佛大学 锁志刚院士 讨论了  NFJ 传感器,强调了结每一侧的设备和材料的开发。选择材料的灵活性使 NFJ 传感器能够满足具有挑战性的要求,例如柔软性、拉伸性、透明度和可降解性 。 相关综述以题“Non-faradaic junction sens ………………………………

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