MethodsPreparation of RGOYsGraphene

Methods
Preparation of RGOYs
Graphene oxide (GO) was prepared from natural graphite powder using a modified Hummers and Offenman method with H2SO4, NaNO3, and KMnO438. For BSA functionalization, the commercially available as-obtained CY was soaked in a 0.5 wt% BSA solution for 30 min at room temperature. The resulting BSACY was then dried under a fume hood for 1 hr and washed with distilled water to remove any residual BSA molecules. The BSACY was then immersed in a bath containing 200 ml of a 2 mg/ml GO solution with mild shaking to enable the electrostatic self-assembly of the GO nanosheets onto the surfaces of the BSACY fibers. Upon completion of GO wrapping, the GOCY was dried under a fume hood for 1 hr. The RGOCY was reduced from GOCY using a hydriodic acid (HI) reduction method29. The as-prepared GOCY was immersed in a 100-ml glass beaker containing 2.0 ml of HI acid (57 wt% in H2O) and 5.0 ml of acetic acid ( >99.7%) at 40 °C for 10 min. Subsequently, the RGOCY was rinsed with a saturated sodium bicarbonate (NaHCO3) solution and water, and then dried at room temperature. Further details and a photograph of the RGOCY preparation are provided in the Supporting Information section (Figure S1). The RGOPY was prepared using the same procedure used to prepare the RGOCY.

Measurement of the electrical and electromechanical properties of RGOY
The electrical conductivity was measured using a semiconducting parameter analyzer (Agilent 4154 A) under ambient conditions. The electromechanical stability of the samples as a function of the number of bending cycles was measured by repeatedly bending the yarn using a home-made two-point bending device. The 10-cm long fibers underwent straight-bending for over 1,000 cycles, and its electrical resistance was simultaneously recorded.

Gas-sensing measurements
Sensor devices composed of 1.5 to 2.5-cm long RGOCY or RGOPY were placed in gas measurement chambers. Two chambers were used for measuring the sensor response. The first, a 300-cc volume chamber with a stainless steel wall and a single quartz observation window, was used for the response measurements of the single-yarn sensors. The other chamber, with a 2000-cc cylindrical shape and a quartz sidewall, was used for video recording the LED alarm upon exposure of the RGOCY sensor to NO2 gas. Air acting as a balance gas was used at a 1000-cc/min flow rate, whereas NO2 gas of 50 ppm was used as an analyte. The analyte was diluted with the balance gas to achieve the desired concentration of 0.25 ppm to 1.25 ppm using mass flow controllers (MFCs). The resistance changes of the sensors were recorded using an Agilent 34970 A digital multimeter39,40. Other analytes including acetone (50 ppm), ethylene (50 ppm), EtOH (50 ppm), and CO2 (10%) were diluted following the same experimental method used in the NO2 gas measurements.

Additional Information
How to cite this article: Yun, Y. J. et al. Ultrasensitive and Highly Selective Graphene-Based Single Yarn for Use in Wearable Gas Sensor. Sci. Rep. 5, 10904; doi: 10.1038/srep10904 (2015).

References

Kết quả (Việt) 1:

Phương phápChuẩn bị RGOYsGraphen ôxít (GO) đã được chuẩn bị từ bột than chì tự nhiên bằng cách sử dụng một lần Hummer và Offenman phương pháp với H2SO4 và NaNO3, KMnO438. Cho BSA functionalization, thương mại có sẵn như là thu được CY được ngâm trong một cách 0.5 wt % BSA giải pháp trong 30 phút ở nhiệt độ phòng. BSACY kết quả sau đó được sấy khô dưới mũ trùm khói cho 1 hr và rửa sạch với nước cất để loại bỏ bất kỳ phân tử BSA dư. BSACY sau đó đã được đắm mình trong một bồn tắm chứa 200 ml 2 mg/ml đi giải pháp với lắc nhẹ để cho phép điện tự assembly của nanosheets đi vào bề mặt sợi BSACY. Sau khi hoàn thành đi bao bì, GOCY đã được sấy khô dưới mũ trùm khói cho 1 hr. RGOCY đã giảm từ GOCY bằng cách sử dụng một method29 giảm hydriodic axit (HI). GOCY như chuẩn bị được đắm mình trong một cốc 100 ml thủy tinh chứa 2.0 ml HI acid (57 wt % trong H2O) và 5.0 ml acid axetic (> 99,7%) ở 40 ° C trong 10 phút. Sau đó, RGOCY đã được rửa với một giải pháp bão hòa natri bicarbonate (NaHCO3) và nước, và sau đó sấy khô ở nhiệt độ phòng. Thêm thông tin chi tiết và một bức ảnh chuẩn bị RGOCY được cung cấp trong phần thông tin hỗ trợ (hình S1). RGOPY đã được chuẩn bị bằng cách sử dụng cùng một thủ tục được sử dụng để chuẩn cho RGOCY.Đo lường điện và điện-cơ tính của RGOYĐộ dẫn điện được đo bằng cách sử dụng một semiconducting thông số phân tích (Agilent 4154 A) các điều kiện môi trường xung quanh. Sự ổn định cơ điện của các mẫu như là một hàm số uốn chu kỳ được đo bằng cách liên tục uốn sợi bằng cách sử dụng một nhà sản xuất hai điểm uốn thiết bị. Sợi dài 10 cm trải qua uốn thẳng cho hơn 1000 chu kỳ, và điện trở của mình đồng thời được ghi lại.Đo lường cảm biến khíThiết bị cảm biến bao gồm 1,5 đến 2,5 cm dài RGOCY hoặc RGOPY được đặt trong đo lường phòng hơi ngạt. Hai viện được sử dụng để đo lường phản ứng của cảm biến. Đầu tiên, một khối lượng 300-cc buồng với một bức tường thép không gỉ và một cửa sổ quan sát đơn thạch anh, được sử dụng để đo lường phản ứng của các thiết bị cảm ứng sợi đơn. Buồng khác, với một hình dạng hình trụ 2000-cc và một lốp thạch anh, được sử dụng để ghi lại video báo LED khi tiếp xúc với cảm biến RGOCY khí NO2. Máy hoạt động như một sự cân bằng khí đã được sử dụng tại một tỷ lệ lưu lượng 1000-cc/phút, trong khi khí NO2 50 ppm đã được sử dụng như là một analyte. Analyte đã được pha loãng với khí cân bằng để đạt được mong muốn nồng độ 0,25 ppm đến 1,25 ppm, bằng cách sử dụng bộ điều khiển khối lượng dòng chảy (MFCs). Thay đổi sự kháng cự của các cảm biến đã được ghi lại bằng cách sử dụng một Agilent 34970 A digital multimeter39, 40. Khác analytes bao gồm axeton (50 ppm), etylen (50 ppm), EtOH (50 ppm) và CO2 (10%) đã được pha loãng theo cùng một phương pháp thử nghiệm được sử dụng trong các phép đo khí NO2.Thông tin bổ sungLàm thế nào để trích dẫn bài viết này: Yun, Y. J. et al. Ultrasensitive và Highly Selective Graphene-Based sợi duy nhất để sử dụng trong Wearable khí cảm biến. Sci. Rep 5, 10904; Doi: 10.1038/srep10904 (năm 2015).Tài liệu tham khảo

Kết quả (Việt) 2:

Phương pháp
Chuẩn bị RGOYs
Graphene oxide (GO) đã được chuẩn bị từ bột graphite tự nhiên sử dụng một chiếc Hummer và Offenman phương pháp sửa đổi với H2SO4, NaNO3, và KMnO438. Đối với BSA functionalization, các thương mại có sẵn như-thu được CY đã được ngâm trong dung dịch BSA 0,5% trọng lượng trong vòng 30 phút ở nhiệt độ phòng. Các BSACY kết quả sau đó được sấy khô trong tủ hút cho 1 giờ và rửa sạch với nước cất để loại bỏ bất kỳ phân tử BSA còn lại. Các BSACY sau đó đã được đắm mình trong một bồn tắm có chứa 200 ml dung dịch 2 mg / ml GO giải pháp nhẹ lắc để cho phép các điện tự lắp ráp của nanosheets GO trên các bề mặt của sợi BSACY. Sau khi hoàn thành GO bao bì, các GOCY được sấy khô trong tủ hút cho 1 giờ. Các RGOCY đã giảm từ GOCY sử dụng một axit hydriodic (HI) giảm method29. Các GOCY như chuẩn bị đã được đắm mình trong một cốc thủy tinh 100 ml chứa 2,0 ml axit HI (57% trọng lượng trong H2O) và 5,0 ml dung dịch acid acetic (> 99,7%) ở 40 ° C trong 10 phút. Sau đó, các RGOCY đã được rửa sạch với một bão hòa natri bicarbonate (NaHCO3), giải pháp và nước, và sau đó sấy khô ở nhiệt độ phòng. Thông tin chi tiết và một bức ảnh của việc chuẩn bị RGOCY được cung cấp trong việc hỗ trợ phần Thông tin (Hình S1). Các RGOPY đã được chuẩn bị bằng cách sử dụng thủ tục tương tự được sử dụng để chuẩn bị RGOCY.

Đo tính chất điện và điện của RGOY
Độ dẫn điện được đo bằng một máy phân tích tham số bán dẫn (Agilent 4154 A) trong điều kiện môi trường xung quanh. Sự ổn định điện của các mẫu như một chức năng của số lượng các chu kỳ uốn được đo bằng cách liên tục uốn sợi sử dụng một thiết bị uốn hai điểm sản xuất trong nước. Các sợi dài 10 cm trải thẳng uốn cho hơn 1.000 chu kỳ, và điện trở của nó đồng thời được ghi lại.

Gas-cảm biến đo
các thiết bị cảm biến gồm 1,5 đến RGOCY dài 2,5 cm hoặc RGOPY được đặt trong buồng đo khí. Hai buồng đã được sử dụng để đo lường phản ứng cảm biến. Các, một buồng tích 300 cc đầu tiên với một bức tường thép không gỉ và một cửa sổ thạch anh quan sát duy nhất, được sử dụng cho các phép đo phản ứng của cảm biến đơn sợi. Các buồng khác, với một hình trụ hình 2000 cc và lốp thạch anh, được sử dụng cho video ghi lại cảnh báo LED khi tiếp xúc của cảm biến RGOCY NO2 khí. Diễn xuất của không khí như một khí cân bằng đã được sử dụng tại một tốc độ dòng chảy / phút 1000 cc, trong khi NO2 khí 50 ppm đã được sử dụng như một chất phân tích. Các chất phân tích đã được pha loãng với khí cân bằng để đạt được nồng độ mong muốn là 0,25 ppm đến 1,25 ppm sử dụng bộ điều khiển lưu lượng (MFCs). Những thay đổi điện trở của cảm biến đã được ghi lại cách sử dụng một Agilent 34.970 Một multimeter39,40 kỹ thuật số. Chất phân tích khác kể cả acetone (50 ppm), ethylene (50 ppm), EtOH (50 ppm), và CO2 (10%) được pha loãng sau cùng một phương pháp thử nghiệm được sử dụng trong các phép đo khí NO2.

Thông tin bổ sung
Làm thế nào để trích dẫn bài viết này: Yun , YJ et al. Siêu nhạy và cao Selective Graphene-Dựa Sợi đơn sử dụng trong Wearable Gas Sensor. Khoa học viễn tưởng. Đại diện 5, 10.904. doi:. 10,1038 / srep10904 (2015)

Tài liệu tham khảo