Carbono Nanotubes - Aplicação como Sensores do Gás

Por Kal Kaur

Introdução
Carbono Nanotubes
A Revelação do Carbono Nanotube-Baseou Sensores
Referências
Pesquisa Futura

Introdução

Os allotopes Cilíndricos do carbono são agrupados junto como estruturas do nanotube. A importância de nanotubes do carbono está começando tornar-se mais aparente na indústria do sensor. Um papel recente pelo Dr. Katherine A. Mirica e outros (2012) descreve o princípio estrutural e funcional aos nanotubes do carbono para sua aplicação na detecção de gáss prejudiciais.

Estrutural, os nanotubes do carbono são folhas longas, finas dos átomos de carbono que podem então ser dados forma em formulários cilíndricos. A capacidade funcional chave a estes nanotubes do carbono é sua capacidade para conduzir a electricidade e transmitir esta onda da energia através de sua estrutura, fazendo o ideal destes nanotubes para a revelação de componentes alto-sensíveis do sensor. A resistência à tracção e o módulo elástico a uma estrutura do nanotube do carbono permitem uma escala mais larga do pedido para este material em indústrias múltiplas.

Carbono Nanotubes

A propriedade elétrica aos nanostructures do carbono é possível devido à simetria e à configuração eletrônica a este material. O vector chiral ao nanotube único-murado do carbono determina a sensibilidade dos nanotubes. Tendo um formulário cilíndrico, os nanotubes do carbono mantêm seu nível de condutibilidade.

Isto igualmente significa que o transporte elétrico que ocorre ao longo da estrutura do nanotube está aumentado.  Durante a condutibilidade elétrica, o único elétron livre ao átomo de carbono viajará ao longo do comprimento do nanostructure em uma maneira unidireccional.

Durante a exposição a um gás nocivo, a partícula do gás aterrará na estrutura do nanotube e para mudar a forma do nanotube criando uma torção na forma desta estrutura, que altera a condutibilidade elétrica unidireccional que viaja ao longo deste material, e este é o princípio principal aos sensores do nanotube do carbono.

A Revelação do Carbono Nanotube-Baseou Sensores

Os Químicos em Massachusetts Institute of Technology (MIT) desenvolveram o pó do nanotube do carbono e comprimiram este material em um formulário novo do chumbo de lápis que pudesse inscreer sensores em uma folha de papel. Os seguintes focos video em fazer sensores do gás fora dos nanotubes do carbono, que abre campos da aplicação para esta tecnologia na indústria alimentar, nos cuidados médicos e na segurança interna.


O sensor actual por pesquisadores do MIT é projectado detectar o gás da amônia, que é sabido para ser um produto químico tóxico industrial. Esta pesquisa abre um trajecto novo emocionante para personalizar sensores nanotube-baseados carbono para uma escala de gáss temporários. Um processo chave na fabricação destes sensores do gás envolve dissolver estes nanotubes no dichlorobenzene, um solvente usado para refinar os nanotubes. Contudo, com o dichlorobenzene que é um carcinogéneo químico, este processo torna-se perigoso e não como exacto.

A pesquisa por Katherine A. Mirica e outros (2012) testou o lápis que contem o pó do nanotube do carbono inscreendo uma linha em uma folha de papel feita fora das partículas do ouro (a folha do ouro entregou os elementos do eléctrodo para ajudar o movimento elétrico da condutibilidade através dos sensores inscritos). A Aplicação de uma corrente elétrica ao material do nanotube do carbono, uma tensão é executado através desta estrutura na presença das partículas do gás, e como mencionado mais cedo neste artigo, se a corrente elétrica é alterada indica que uma partícula do gás anexou à estrutura do carbono e mudou o fluxo da energia elétrica.

Pesquisa Futura

Os nanotubes do Carbono são sensíveis ao ambiente circunvizinho porque são estrutural capazes de absorver partículas do gás. Por este motivo, uma pesquisa mais adicional deve centrar-se sobre o thermopower, a resistência, e a densidade do complexo do nanotube para fornecer uma compreensão mais profunda de como estes parâmetros podem afectar a impedância elétrica deste material e, além disso, como as circunstâncias ambientais poderiam igualmente impactar a sensibilidade a tais sensores carbono-baseados.

Devido ao formulário e à estrutura inerentes de nanotubes do carbono, este material fez algum progresso impressionante para dizer que tem uma história de menos de 20 anos em sua aplicação. Há uns vários métodos aos nanotubes de integração com os sensores diferentes através dos processos tais como o directo-crescimento, o gota-depósito, a impressão, Etc.

Como mencionado, o método da purificação para nanotubes é perigoso e pode ser incerto, que faz à produção de tais sensores em grande escala uma operação cara.  Os desafios Futuros apontarão encontrar os métodos seguros e eficientes para refinar o material do nanotube do carbono sem ser perigosos ao ser humano e ao nanostructure.

Referências


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

Last Update: 2. November 2012 08:36

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