Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
Posted in | Nanosensors

Nanokokoiset Anturit havaitsemiseksi haihtuvat orgaaniset yhdisteet

Published on June 21, 2011 at 8:08 PM

Tutkijaryhmä National Institute of Standards and Technology (NIST) , George Mason-yliopiston ja University of Maryland on tehnyt nanokokoisia anturit, jotka tunnistavat haihtuvat orgaaniset yhdisteet - haitallisia yhdisteitä vapautuu maalit, puhdistusaineet, torjunta-aineita ja muita tuotteita - jotka tarjoavat useita etuja verrattuna nykypäivän kaupalliset kaasun anturit, mukaan lukien vähän virtaa huoneen lämpötilan toiminta ja kyky havaita yhden tai useamman yhdisteitä laajalla pitoisuuksia.

Äskettäin julkaistussa työ on proof of concept varten kaasuanturi tehty yhden nanowire ja metallioksidin nanoclusters valittu reagoida tiettyyn orgaaninen yhdiste. Tämä työ on tuorein useista ponnisteluja NIST että hyödyntää ainutlaatuisia ominaisuuksia nanolankojen ja metallioksidin elementtejä antureita vaarallisia aineita.

Pyyhkäisyelektronimikroskoopilla kuva kaasuanturi segmentti valmistaa ja puolijohtavasta nanowire galliumnitridin. Nanowire alle 500 nanometriä koko on päällystetty nanoclusters titaanidioksidia, joka muuttaa virran nanowire läsnäollessa haihtuvien orgaanisten yhdisteiden ja ultraviolettivaloa. Credit: NIST

Nykyaikaiset kaupalliset kaasun anturit ovat ohuesta, johtava elokuvien metallioksideista. Kun haihtuvien orgaanisten yhdisteiden, kuten bentseeni vuorovaikutuksessa titaanidioksidi esimerkiksi reaktio muuttaa nykyinen läpi kulkeva elokuva, laukaista hälytyksen. Vaikka thin-film anturit ovat tehokkaita, monen on toimivat lämpötiloissa 200 ° C (392 ° F) tai korkeampi. Usein lämmitys voi heikentää materiaaleja, jotka muodostavat elokuvia ja yhteystiedot aiheuttaen luotettavuusongelmia. Lisäksi suurin osa thin-film anturit työtä kapealla vaihteluvälillä: joku voisi saaliin pienen määrän tolueenia ilmassa, mutta ei kaivaa esiin massiivisen vapauttaa kaasua. Valikoima uusia nanowire antureita kulkee vain 50 ppb enintään 1 osa 100, tai 1 prosenttia ilmaa huoneeseen.

Nämä uudet anturit, rakennettu käyttäen samaa valmistusprosesseihin, joita käytetään yleisesti pii tietokoneiden sirut, toimivat samoilla perusperiaate, mutta paljon pienemmässä mittakaavassa: galliumnitridin johdot ovat alle 500 nanometriä poikki ja halkaisijaltaan alle 10 mikrometrin pituisia . Huolimatta niiden mikroskooppinen kokoa, nanolankojen ja titaanidioksidi nanoclusters he päällystetty on korkea pinta-to-tilavuuden suhde, joka tekee niistä kauniisti herkkä.

"Sähkövirran läpi virtaava meidän Nanosensorit on mikroampeerien ryhmään, kun taas perinteiset anturit vaativat milliampeeria", kertoo NIST: n Abhishek Motayed. "Olemme siis tunteva paljon vähemmän virtaa ja energiaa. Nanosensorit tarjoavat myös entistä luotettavampia ja pienempi koko. Ne ovat niin pieniä, että voit laittaa ne mihin tahansa." Ultraviolettivaloa, eikä lämpöä, edistää titaanidioksidi reagoida läsnäollessa haihtuvien orgaanisten yhdisteiden.

Lisäksi jokainen nanowire on virheetöntä yksikidevalua sijaan hämäräperäisyys Crystal jyviä thin-film anturit, joten he ovat vähemmän alttiita hajoamiselle. Vuonna luotettavuustestejä viime vuonna, nanokokoisia anturit eivät ole kokeneet epäonnistumisia. Vaikka joukkueen nykyinen kokeellista anturit on viritetty havaita bentseeniä sekä vastaavia haihtuvien orgaanisten yhdisteiden tolueeni, etyylibentseeni ja ksyleeni, niiden tavoitteena on rakentaa laite, joka sisältää erilaisia ​​nanolankojen ja eri metallioksidin nanoclusters analysointiin seokset yhdisteitä. He aikovat tehdä yhteistyötä muiden NIST joukkueet yhdistää ultraviolettivalolle lähestymistapa lämmön aiheuttama nanowire anturiteknologioiden.

Osa tätä työtä suoritetaan George Mason-yliopiston rahoittivat National Science Foundation.

Last Update: 6. October 2011 03:55

Tell Us What You Think

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

Leave your feedback
Submit