Carbón Nanotubes - Aplicación como Sensores del Gas

Por Kal Kaur

Introducción
Carbón Nanotubes
El Revelado del Carbón Nanotube-Basó los Sensores
Referencias
Investigación Futura

Introducción

Los allotopes Cilíndricos del carbón se agrupan juntos como estructuras del nanotube. La importancia de los nanotubes del carbón está comenzando a llegar a ser más evidente en la industria del sensor. Un papel reciente del Dr. Katherine A. Mirica y otros (2012) describe el principio estructural y funcional a los nanotubes del carbón para su aplicación en la detección de gases dañinos.

Estructural, los nanotubes del carbón son hojas largas, finas de los átomos de carbón que se pueden entonces dar forma en formularios cilíndricos. La capacidad funcional dominante a estos nanotubes del carbón es su capacidad de conducto electricidad y de transmitir esta onda de la energía a través de su estructura, haciendo el ideal de estos nanotubes para el revelado de los componentes alto-sensibles del sensor. La resistencia a la tensión y el módulo de elástico a una estructura del nanotube del carbón permite una gama de la aplicación más amplia para este material en industrias múltiples.

Carbón Nanotubes

La propiedad eléctrica a los nanostructures del carbón es posible debido a la simetría y a la configuración electrónica a este material. El vector quiral al nanotube único-emparedado del carbón determina la sensibilidad de los nanotubes. Teniendo un formulario cilíndrico, los nanotubes del carbón mantienen su nivel de conductancia.

Esto también significa que el transporte eléctrico que ocurre a lo largo de la estructura del nanotube está aumentado.  Durante conductancia eléctrica, el único electrón libre al átomo de carbón viajará a lo largo de la longitud del nanostructure de una manera unidireccional.

Durante la exposición a un gas nocivo, la partícula del gas aterrizará en la estructura del nanotube y cambiar la dimensión de una variable del nanotube creando un rizo en la forma de esta estructura, que altera la conductancia eléctrica unidireccional que viaja a lo largo de este material, y éste es el principio fundamental a los sensores del nanotube del carbón.

El Revelado del Carbón Nanotube-Basó los Sensores

Los Químicos en Massachusetts Institute of Technology (MIT) han desarrollado el polvo del nanotube del carbón y han comprimido este material en un nuevo formulario del terminal de componente de lápiz que puede inscribir los sensores sobre una hoja de papel. Los enfoques video siguientes en la fabricación de los sensores del gas fuera de nanotubes del carbón, que abre los campos de la aplicación para esta tecnología en la industria alimentaria, la atención sanitaria y la fianza de patria.


El sensor actual de los investigadores del MIT se diseña para detectar el gas del amoníaco, que se sabe para ser una substancia química tóxica industrial. Esta investigación abre un nuevo camino emocionante para modificar los sensores para requisitos particulares nanotube-basados carbón para un rango de gases volátiles. Un proceso dominante en la fabricación de estos sensores del gas implica el disolver de estos nanotubes en el diclorobenceno, un disolvente usado para purificar los nanotubes. Sin Embargo, con el diclorobenceno siendo un agente carcinógeno químico, este proceso llega a ser peligroso y no como exacto.

La investigación de Katherine A. Mirica y otros (2012) probó el lápiz que contenía el polvo del nanotube del carbón inscribiendo una línea sobre una hoja de papel hecha fuera de partículas del oro (la hoja del oro entregó los elementos del electrodo para ayudar al movimiento eléctrico de la conductancia a través de los sensores inscritos). La Aplicación de una corriente eléctrica al material del nanotube del carbón, un voltaje se ejecuta a través de esta estructura en presencia de partículas del gas, y como mencionado anterior en este artículo, si se altera la corriente eléctrica indica que una partícula del gas ha asociado a la estructura del carbón y ha cambiado el flujo de la energía eléctrica.

Investigación Futura

Los nanotubes del Carbón son sensibles al ambiente circundante porque son estructural capaces de absorber partículas del gas. Por este motivo, la investigación adicional debe centrarse en el thermopower, la resistencia, y la densidad del complejo del nanotube para proporcionar a una comprensión más profunda de cómo estos parámetros pueden afectar a la impedancia eléctrica de este material y, además, cómo las condiciones ambiente podrían también afectar la sensibilidad a tales los sensores carbón-basados.

Debido al formulario y a la estructura inherentes de los nanotubes del carbón, este material ha hecho un cierto progreso impresionante para decir que tiene una historia de menos de 20 años en su aplicación. Hay diversos métodos a los nanotubes de integración con diversos sensores vía procesos tales como directo-crecimiento, caída-deposición, impresión, Etc.

Según Lo mencionado, el método de la purificación para los nanotubes es peligroso y puede ser no fiable, que hace la producción de tales sensores a gran escala una operación costosa.  Los retos Futuros apuntarán encontrar los métodos seguros y eficientes para purificar el material del nanotube del carbón sin ser peligrosos al ser humano y al nanostructure.

Referencias


Date Added: Oct 12, 2012 | Updated: Nov 2, 2012

Last Update: 2. November 2012 08:36

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