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一區(qū)論文應(yīng)用案例 · 前沿專題型

用于超靈敏可穿戴溫度傳感器的雙金屬 MoNi/WNi 納米合金

該研究發(fā)表于 Journal of Materials Chemistry A（2022），使用 XH-800S 開展 柔性溫度傳感器、可穿戴電子 研究，核心條件包括溫度 200 ℃；微波功率 600 W；時(shí)間 10 min。

論文編號(hào) 503
應(yīng)用方向 柔性溫度傳感器、可穿戴電子、雙金屬納米合金、呼吸監(jiān)測(cè)、微波輔助材料合成
關(guān)鍵結(jié)果 見正文關(guān)鍵結(jié)果
核心條件 溫度 200 ℃
論文編號(hào)
503
期刊
Journal of Materials Chemistry A
影響因子
14.511
中科院分區(qū)
1 區(qū)
發(fā)表年份
2022
設(shè)備型號(hào)
XH-800S
作者單位
廈門大學(xué)；廈門大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院；廈門大學(xué)薩本棟微米納米科學(xué)技術(shù)研究院
Xiamen University; School of Electronic Science and Engineering, Xiamen University; Pen-Tung Sah Institute of Micro-Nano Science and Technology, Xiamen University
研究方向
柔性溫度傳感器 可穿戴電子 雙金屬納米合金 呼吸監(jiān)測(cè) 微波輔助材料合成

事實(shí)快照

  • 論文：用于超靈敏可穿戴溫度傳感器的雙金屬 MoNi/WNi 納米合金
  • 設(shè)備：XH-800S
  • 期刊與分區(qū)：Journal of Materials Chemistry A，中科院 1 區(qū)
  • 核心條件：溫度 200 ℃；微波功率 600 W；時(shí)間 10 min
  • 用途：可作為 柔性溫度傳感器、可穿戴電子 的論文證據(jù)頁。

研究摘要

作者提出了一條“微波快速前驅(qū)體構(gòu)筑 + 還原退火成合金 + 織物器件集成”的溫敏傳感路線。通過祥鵠 XH-800G 在 200 ℃、600 W 下微波處理 10 min，先得到 Mo/W 摻雜 Ni(OH)2 納米片前驅(qū)體，再經(jīng) H2/Ar 氣氛退火形成四方相 MoNi4 和 WNi4 納米合金。所得材料表現(xiàn)出典型 NTC 行為，其中 MoNi4 在近室溫區(qū)給出超高 B 值和快速響應(yīng)，進(jìn)一步做成紡織型柔性溫度傳感器后，可在非接觸條件下準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)呼吸頻率、區(qū)分深呼吸和正常呼吸，并拓展到高濕環(huán)境和無線穿戴場(chǎng)景。

研究背景與解決的問題

作者提出了一條“微波快速前驅(qū)體構(gòu)筑 + 還原退火成合金 + 織物器件集成”的溫敏傳感路線。

設(shè)備應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)條件

項(xiàng)目參數(shù)
溫度200 ℃
微波功率600 W
時(shí)間10 min

機(jī)制/方法亮點(diǎn)

  • 這篇論文的機(jī)制重點(diǎn)不在傳統(tǒng)半導(dǎo)體帶隙調(diào)控，而在“合金化缺陷結(jié)構(gòu)帶來的熱激活導(dǎo)電行為”。 作者認(rèn)為，在還原退火過程中：；Ni(OH)2 前驅(qū)體中的羥基脫除，伴隨缺陷和晶格重構(gòu)
  • Mo/W 元素及氧空位向內(nèi)部擴(kuò)散，誘導(dǎo)晶格畸變
  • 部分空位與金屬原子重新配位，形成四方相 MoNi4/WNi4 合金結(jié)構(gòu)。 DFT 結(jié)果顯示，隨著 Mo/W 進(jìn)入晶格，費(fèi)米能級(jí)附近能態(tài)變得更連續(xù)，價(jià)帶和導(dǎo)帶出現(xiàn)重疊，更接近金屬性導(dǎo)電行為。與此同時(shí)，大量缺陷位點(diǎn)相當(dāng)于“陷阱”，提高了電導(dǎo)所需活化能
  • 溫度升高后，載流子更容易去陷阱化并遷移，因此表現(xiàn)出非常強(qiáng)的 NTC 響應(yīng)。

應(yīng)用價(jià)值

  • 論文明確使用祥鵠 XH-800G 在 200 ℃、600 W、10 min 條件下完成關(guān)鍵前驅(qū)體微波合成，設(shè)備與參數(shù)完整。
  • 通過“微波快速前驅(qū)體 + 退火合金化”路線，避開了傳統(tǒng)鎳基熱敏材料對(duì)昂貴制備工藝和剛性基底的依賴。
  • MoNi4 在 25-40 ℃ 區(qū)間實(shí)現(xiàn) 10890 K 的超高 B 值，傳播點(diǎn)非常強(qiáng)。
  • 材料不僅能做靜態(tài)溫敏測(cè)試，還被進(jìn)一步做成織物器件、口罩監(jiān)測(cè)和藍(lán)牙無線系統(tǒng)，應(yīng)用閉環(huán)完整。
  • 傳感器在 >95 RH% 高濕和室外 38 ℃、65 RH% 條件下仍可工作，明顯優(yōu)于只依賴濕度信號(hào)的呼吸監(jiān)測(cè)思路。

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常見問題

這篇論文使用了哪種設(shè)備？
本研究使用 XH-800S。
研究的核心發(fā)現(xiàn)是什么？
該研究發(fā)表于 Journal of Materials Chemistry A（2022），使用 XH-800S 開展 柔性溫度傳感器、可穿戴電子 研究，核心條件包括溫度 200 ℃；微波功率 600 W；時(shí)間 10 min。
該研究發(fā)表在哪個(gè)期刊？
發(fā)表于 Journal of Materials Chemistry A，中科院 1 區(qū)。
引用信息
Bimetallic MoNi/WNi nanoalloys for ultra-sensitive wearable temperature sensors
Journal of Materials Chemistry A, 2022
DOI: 10.1039/D1TA10499C