Koolstof Nanotubes - Toepassing als Sensoren van het Gas

Door Kal Kaur

Inleiding
Koolstof Nanotubes
Ontwikkeling van Koolstof op nanotube-Gebaseerde Sensoren
Verwijzingen
Toekomstig onderzoek

Inleiding

Cilindrische allotopes van koolstof worden gegroepeerd als nanotube structuren. Het belang van koolstof nanotubes begint duidelijker in de sensorindustrie te worden. Een recent document door Dr. Katherine A. Mirica (2012) beschrijft et al het structurele en functionele principe aan koolstof nanotubes voor hun toepassing in de opsporing van schadelijke gassen.

Structureel, is de koolstof nanotubes lange, dunne bladen van koolstofatomen die dan in cilindrische vormen kunnen worden gevormd. De belangrijkste functionele capaciteit aan deze koolstof nanotubes is hun capaciteit om elektriciteit te leiden en deze golf van energie over hun structuur over te brengen, die deze nanotubes maakt voor de ontwikkeling van hoogst-gevoelige sensorcomponenten ideaal. De treksterkte en de elastische modulus aan een koolstof nanotube structuur staan voor een bredere waaier van toepassing voor dit materiaal in de veelvoudige industrieën toe.

Koolstof Nanotubes

Het elektrische bezit aan koolstofnanostructures is mogelijke toe te schrijven aan de symmetrie en elektronische configuratie aan dit materiaal. De chiral vector aan de enig-ommuurde koolstof nanotube bepaalt de gevoeligheid van nanotubes. Door het hebben van een cilindrische vorm, handhaaft de koolstof nanotubes hun niveau van geleidingsvermogen.

Dit betekent ook dat het elektrovervoer dat langs de nanotubestructuur plaatsvindt wordt verbeterd.  Tijdens elektrogeleidingsvermogen, zal het enige vrije elektron aan het koolstofatoom langs de lengte van nanostructure op een eenrichtingsmanier reizen.

Tijdens blootstelling aan een schadelijk gas, zal het gasdeeltje op de nanotubestructuur landen en zal de vorm van nanotube door een knik in de vorm van deze structuur te creëren veranderen, die het eenrichtings elektrogeleidingsvermogen verandert dat langs dit materiaal reist, en dit is het belangrijkste principe aan koolstof nanotube sensoren.

Ontwikkeling van Koolstof op nanotube-Gebaseerde Sensoren

De Chemici in Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben koolstof nanotube poeder ontwikkeld en dit materiaal in een nieuwe vorm van potloodlood samengeperst die sensoren op een blad van document kan inschrijven. De volgende video concentreert zich bij het maken van gassensoren uit koolstof nanotubes, die toepassingsgebieden voor deze technologie in de voedselindustrie, de gezondheidszorg en de geboortelandveiligheid opent.


De huidige sensor door MIT onderzoekers wordt ontworpen om ammoniakgas te ontdekken, dat gekend om een industrieel giftig chemisch product is te zijn. Dit onderzoek opent een het opwekken nieuwe weg voor het aanpassen van koolstof nanotube-gebaseerde sensoren voor een waaier van vluchtige gassen. Een zeer belangrijk proces in de vervaardiging van deze gassensoren impliceert het oplossen van deze nanotubes in dichlorobenzeen, een oplosmiddel dat wordt gebruikt om nanotubes te zuiveren. Nochtans, met dichlorobenzeen dat een chemisch carcinogeen is, wordt dit proces gevaarlijk en niet nauwkeurig.

Het onderzoek door Katherine A. Mirica (2012) testte et al het potlood dat het koolstof nanotube poeder bevat door een lijn op een blad van document in te schrijven dat uit gouden deeltjes wordt gemaakt (het gouden blad leverde de elektrodenelementen om de elektrogeleidingsvermogenbeweging door de ingeschreven sensoren te helpen). De Toepassing van een elektrostroom op het koolstof nanotube materiaal, een voltage neemt deze structuur in aanwezigheid van gasdeeltjes door, en zoals die vroeger in dit artikel worden vermeld, als de elektrostroom het wordt veranderd erop wijst dat een gasdeeltje heeft vastgemaakt aan de koolstofstructuur en de stroom van elektroenergie veranderd.

Toekomstig onderzoek

De Koolstof nanotubes is gevoelig voor het omringende milieu omdat zij structureel gasdeeltjes kunnen absorberen. Om deze reden, zou het verdere onderzoek zich op thermopower, weerstand, en de dichtheid van complexe nanotube moeten concentreren om een dieper inzicht in te verstrekken hoe deze parameters de elektroimpedantie van dit materiaal kunnen beïnvloeden en, verder, hoe de omringende voorwaarden de gevoeligheid aan dergelijke op koolstof-gebaseerde sensoren konden ook beïnvloeden.

wegens de inherente vorm en de structuur van koolstof nanotubes, heeft dit materiaal wat indrukwekkende vooruitgang geboekt te zeggen het een geschiedenis van minder dan 20 jaar in zijn toepassing heeft. Er zijn diverse methodes aan het integreren nanotubes met verschillende sensoren via processen zoals direct-kweekt, daling-deposito, druk, enz.

Zoals vermeld, is de reinigingsmethode voor nanotubes gevaarlijk en kan onbetrouwbaar zijn, wat tot de productie van dergelijke sensoren op grote schaal een dure verrichting maakt.  De Toekomstige uitdagingen zullen pogen betrouwbare en efficiënte methodes te vinden om koolstof nanotube materiaal te zuiveren zonder gevaarlijk het zijn aan de mens en nanostructure.

Verwijzingen


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

Last Update: 2. November 2012 08:35

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit