中國農業大學：研發基于石墨烯的傳感貼片，用于無損檢測魚類新鮮度

快速無損檢測魚類新鮮度對于確保食品安全和營養至關重要。研究展示了一種保形溫度/阻抗傳感貼片，用于魚類儲存過程中的溫度監測和新鮮度分辨。

在模擬和實驗驗證的基礎上，對柔性激光誘導石墨烯電極的優化進行了研究，獲得了5‰的尺寸精度和較高的阻抗重現性。創新性地引入了激光輔助熱還原技術，在柔性基底表面直接形成基于氧化石墨烯的還原型溫敏層。其綜合性能優于大多數已報道的基于石墨烯材料的溫敏器件。在應用演示中，將制作好的柔性雙參數傳感貼片貼在冷藏魚的表面。在連續120分鐘的監測過程中，該貼片能夠準確地感知低溫，并且不會受到高濕度的干擾。同時，將收集到的阻抗數據導入支持向量機模型，獲得了93.07%的新鮮度分類準確率。這種集成了無串擾雙重功能的保形貼片成本不到1美元，并且支持自由定制，為食品質量的快速無損檢測或監測提供了一種可行的方法。

小結

總之，我們構建了一個基于石墨烯材料的CSP，并提出了一種可定制的肉類新鮮度檢測方法。在這項工作中，LIG被用作溫度傳感單元的電極層以及阻抗傳感單元，具有無掩模和高精度制造的優點。基于仿真和實驗驗證對LIG進行了優化，獲得了5‰的幾何精度和高阻抗重復性。激光輔助熱還原方法也被開發用于制造基于rGO的高性能溫度傳感單元。激光預處理有效緩解了強烈熱膨脹引起的應力集中，進而有利于rGO溫敏層在PI薄膜表面的直接成型。所制備的LTrGO溫度傳感器具有良好的集成傳感能力，靈敏度為0.526%°C–1，響應/恢復時間為13/6.5秒，濕度穩定。

具有集成雙參數傳感功能的貼片與魚體表面可靠共形。與商用熱電偶的數據對比證明了其低溫精度監測能力，從而提供了對肉類儲存環境的實時監測和預警。同時，收集的生物阻抗數據可以間接反映肉的新鮮度狀況，并將其分為新鮮、不新鮮和變質的類別。SVM非線性分類模型實現了93.07%的高精度。貼片的制備成本低于每件 1 美元，并且對于應用（例如，保質期的回歸預測）具有高度可擴展性。未來，它可以與柔性電路進一步集成并擴展，以檢測運輸過程中肉類、水果和蔬菜的質量。

來源：傳感器專家網