聚合物研究旨在拓展传感器技术的可能性

传感器使我们能够监视各种系统的变化。

当然，这些传感器的核心材料最终决定了它们的最终用途。例如，由硅制成的设备可以在计算机和手机中实现超快处理，但它们的柔韧性不足以用于生理监测。

生产它们还需要大量的能源。

利哈伊大学教授Elsa Reichmanis、化学和生物分子工程系 Carl Robert Anderson 主席最近获得了美国国家科学基金会的一项资助，她的提案旨在确定新的材料平台，这些平台可以作为有效传感器的基础，应用于生理、环境和物联网监测等领域，同时提高制造过程的能源效率。

“我们将创造可以作为未来传感器构建模块的聚合物，”该项目首席研究员 Reichmanis 说道，该项目还包括PC Rossin 工程与应用科学学院化学和生物分子工程助理教授Thomas Gartner。“我们正在研究的系统能够与离子相互作用并传输离子电荷，并在适当的环境下传导电子电荷。”

有组织的聚合物网络内的离子电荷本质上可以“掺杂”聚合物的电荷，使其成为半导体。

“然后，作为一种施加电压非常低的半导体，”她说，“就会有电荷传输，然后可以导致电子信号读数，告诉你发生了什么。”

她说，该网络还将被功能化，以便与各种物种相互作用。总而言之，可以充当半导体的功能化材料可用于一系列应用。

“它们可以用于生物医学传感器，对不同的细菌或病或代谢物的变化作出反应，”她说。“环境传感器可以用于大气监测，检测各种污染物及其位置和浓度。对于物联网应用，这些传感器可以让工作站使用信号提供信息。”

具体来说，Reichmanis、Gartner 及其团队将探索哪些类型的聚合物和功能将支持有机混合离子电子传导，即离子和电子都传输。支持两者传输的能力可以实现更好的信噪比，从而使用户能够确定某物是否确实存在。它还允许设备在低电压下运行——当考虑在人体内或体表使用时，这是一个特别重要的特性。

“我们将研究其中涉及的化学反应，但同时，从建模模拟的角度来看，这些离子实际上如何在更基本的层面上与聚合物及其功能相互作用?离子传输和电子传输之间的相互作用是什么?”

她说，最终目标是拓宽构建块材料的选择范围，扩展支持混合传导的功能，并更好地理解混合传导的真正含义。

“我们有机会在真正需要的领域内开发一些东西，”Reichmanis 说，“而且由于这些设备用途广泛，它为更广泛的合作开辟了机会。”