Posted in | Nanosensors

Nanosized Sensors para sa Detecting ng mga salawahan Organic Compounds

Published on June 21, 2011 at 8:08 PM

Ang koponan ng mga mananaliksik mula sa Pambansang Institute ng mga Pamantayan at Teknolohiya ( NIST), George Mason University at University ng Maryland ay nano-sized sensors na makita salawahan organic compounds-mapanganib na pollutants na inilabas mula sa paints, cleaners, pesticides at iba pang mga produkto - na -alok ng ilang mga pakinabang sa komersyal ngayon sensors gas, kabilang ang mga mababang-kapangyarihan na silid-temperatura operasyon at ang kakayahan upang makita ang isa o ilang mga compounds sa loob ng isang malawak na hanay ng mga concentrations.

Ang mga kamakailan-publish na trabaho ay patunay ng konsepto para sa isang gas sensor na ginawa ng isang solong nanowire at mga metal oksido nanoclusters na napili upang reaksyon sa isang tiyak na organic tambalan. Trabaho na ito ay ang pinakabagong ng ilang mga pagsisikap sa NIST na samantalahin ng mga natatanging katangian ng mga nanowires at metal oksido mga elemento para sa sensing ng mga mapanganib na sangkap.

Scan ng elektron mikroskopyo imahe ng isang segment ng gas sensor na gawa-gawa ng isang semiconducting nanowire ng galyum nitride. Ang nanowire ng mas mababa sa 500 nanometers sa kabuuan ay pinahiran na may mga nanoclusters ng titan dioxide, na alters ang kasalukuyang sa nanowire sa pagkakaroon ng isang salawahan organic tambalan at ultraviolet light. Pinasasalamatan: NIST

Modern mga commercial sensors ng gas ay ginawa ng manipis, kondaktibo pelikula ng oxides metal. Kapag ang isang salawahan organic tambalan tulad ng bensina nakikipag-ugnayan sa titan dioxide, halimbawa, ang reaksyon ng isang alters ang kasalukuyang tumatakbo sa pamamagitan ng pelikula, na nagpapalitaw ng isang alarma. Habang ang manipis na film sensors ay epektibo, maraming ay dapat patakbuhin sa mga temperatura ng 200 ° C (392 ° F) o mas mataas. Madalas pagpainit ay maaaring pasamain ang mga materyales na bumubuo sa pelikula at mga contact, nagdudulot ng mga problema sa pagiging maaasahan. Sa karagdagan, ang pinaka-manipis-film sensors trabaho sa loob ng isang makitid na hanay: maaaring isa catch ng isang maliit na halaga ng toluene sa hangin, ngunit hindi singhutin ang isang napakalaking release ng gas. Ang hanay ng mga bagong sensors nanowire ay tumatakbo mula sa mga lamang 50 bahagi bawat bilyon hanggang 1 bahagi per 100, o 1 porsiyento ng hangin sa isang kuwarto.

Mga bagong sensors, na binuo gamit ang parehong proseso ng katha na karaniwang ginagamit para sa mga chips ng computer ng silikon, paandarin gamit ang parehong pangunahing mga prinsipyo, ngunit sa isang mas mas maliit na sukat: ang galyum nitride wires ay mas mababa sa 500 nanometers sa kabuuan at mas mababa sa 10 micrometers sa haba . Sa kabila ng kanilang mikroskopiko laki, ang nanowires at titan dioxide nanoclusters na ito ay pinahiran na may isang mataas na ibabaw-to-dami ng ratio na gumagawa sa kanila exquisitely sensitive.

"Ang mga de-koryenteng kasalukuyang umaagos sa pamamagitan ng aming mga nanosensors ay sa hanay ng microamps, habang ang mga tradisyunal na sensors ay nangangailangan ng milliamps," paliwanag NIST ng Abhishek Motayed. "Kaya kami ay sensing ng maraming mas mababa kapangyarihan at lakas. Ang mga nanosensors rin ay nag-aalok ng mas mataas na kahusayan at mas maliit na sukat. Sila ay kaya maliit na maaari mong ilagay ang mga ito kahit saan." Ultraviolet light, kaysa sa init, nagtataguyod ang titan dioxide reaksyon sa pagkakaroon ng isang salawahan organic tambalan.

Dagdag dito, nanowire bawat ay isang sira-free solong kristal, kaysa sa katipunan ng iba at ibang bagay ng mga kristal haspe sa manipis na film sensors, kaya na sila ay mas mababa nakalupasay sa marawal na kalagayan. Sa mga pagsubok ng kahusayan sa nakaraang taon, ang mga nano-laki ng mga sensors ay hindi nakaranas ng pagkabigo. Habang ang mga kasalukuyang na eksperimentong sensors ng pangkat ng nakatutok upang makita ang bensina pati na rin ang katulad salawahan organic compounds toluene, ethylbenzene at xylene, ang kanilang layunin ay upang bumuo ng isang aparato na nagsasama ng isang array ng mga nanowires at iba't-ibang mga metal oksido nanoclusters para sa pagsusuri ng mga mixtures ng mga compounds. Plano nila na makipagtulungan sa iba pang mga koponan ng NIST upang pagsamahin ang kanilang mga ultraviolet light diskarte sa init-sapilitan nanowire sensing teknolohiya.

Ang bahagi ng gawain na isinasagawa sa George Mason University ay pinondohan ng National Science Foundation.

Last Update: 6. October 2011 08:24

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