Neue Fälschungs-Technik, zum von Kohlenstoff Nanotube-Fühlern Zu Ätzen

Published on October 9, 2012 at 3:41 AM

Kohlenstoff nanotubes bieten eine starke neue Methode an, schädliche Gase in der Umgebung zu entdecken. Jedoch sind die Methoden, die gewöhnlich angewendet werden, um Kohlenstoff nanotube Fühler aufzubauen, gefährlich und nicht für Massenproduktion entsprochen.

MIT-Chemiker konstruierten einen neuen Typ Bleistiftleitungskabel aus Kohlenstoff nanotubes bestehend und ließen sie Kohlenstoff nanotube Fühler auf Blätter Papier zeichnen. (Bild: Jan. Schnorr)

Eine neue Fälschungsmethode, die von MIT-Chemikern erstellt wird - so einfach wie, eine Zeile auf einem Blatt Papier zeichnend - kann dieses Hindernis ausgleichen. MIT-postdoc Katherine Mirica hat einen neuen Typ Bleistiftleitungskabel konstruiert, in dem Graphit durch einen Kompaktpuder von Kohlenstoff nanotubes ersetzt wird. Das Leitungskabel, das mit einem regelmäßigen mechanischen Bleistift verwendet werden kann, kann Fühler auf jeder Papieroberfläche einschreiben.

Der Fühler, beschrieben im Zapfen Angewandte Chemie, entdeckt winzige Mengen Ammoniakgas, eine industrielle Gefahr. Timothy-Swager, der John D. MacArthur Professor von Chemie und Führer des Forschungsteams, sagt, dass die Fühler angepasst werden konnten, um fast irgendeine Gasbeschaffenheit zu entdecken.

„Die Schönheit von diesem ist wir kann allerlei, Besondere functionalized Materialien chemisch zu tun beginnen,“ sagt Swager. „Wir denken, dass wir Fühler für fast alles herstellen können, das ist flüchtig.“

Andere Autoren des Papiers sind Student im Aufbaustudium Jonathan Weis und postdocs Jan. Schnorr und Birgit Esser.

Zeichnen Sie es herein an

Kohlenstoff nanotubes sind Blätter von den Kohlenstoffatomen, die in Zylinder gerollt werden, die Elektronen ohne Behinderung fließen lassen. Solche Materialien sind gezeigt worden, um effektive Fühler für viele Gase zu sein, die an die nanotubes binden und Elektronfluß behindern. Jedoch benötigt das Herstellen dieser Fühler Auflösungsnanotubes in einem Lösungsmittel wie Dichlorobenzin, unter Verwendung eines Prozesses, der gefährlich und unzuverlässig sein kann.

Swager und Mirica legten dar, um eine solventfreie Fälschungsmethode zu erstellen, die auf Papier basierte. Angespornt durch Bleistifte auf ihrem Schreibtisch, hatte Mirica die Idee, Kohlenstoff nanotubes in ein Graphit Ähnliches Material zu komprimieren, das für Bleistiftleitungskabel ersetzen könnte.

Um Fühler unter Verwendung ihres Bleistifts herzustellen, zeichnen die Forscher eine Zeile von Kohlenstoff nanotubes auf einem Blatt Papier aufgeprägt mit den kleinen Elektroden, die vom Gold hergestellt werden. Sie dann wenden einen elektrischen Strom an und messen den Strom, während er den Kohlenstoff nanotube Streifen durchfließt, der als ein Widerstand auftritt. Wenn der Strom geändert wird, bedeutet es, dass Gas zu den Kohlenstoff nanotubes gesprungen ist.

 

Die Forscher prüften ihre Einheit auf einigen verschiedenen Papiersorten und fanden, dass die beste Antwort mit den Fühlern kam, die auf glattere Papiere gezeichnet wurden. Sie fanden auch, dass die Fühler konsequente Ergebnisse geben, selbst wenn die Kennzeichen nicht einheitlich sind.

Zwei bedeutende Vorteile der Technik sind, dass sie billig ist und das „Bleistiftleitungskabel“ extrem stabil ist, sagt Swager. „Sie können dir eine stabilere Formulierung nicht vorstellen. Die Moleküle werden stillgestellt,“ er sagt.

Der neue Fühler konnte prüfen nützlich für eine Vielzahl von Anwendungen, sagt Zhenan Bao, ein außerordentlicher Professor der Industriechemie an der Universität von Stanford. „Ich kann an viele Methoden bereits denken, die diese Technik ausgedehnt werden kann, um Kohlenstoff nanotube Einheiten aufzubauen,“ sagt Bao, der nicht Teil des Forschungsteams war. „Verglich mit anderen typischen Techniken, wie Drehbeschleunigungsbeschichtung, Badbeschichtung, oder Tintenstrahldrucken, werde Ich mit der guten Reproduzierbarkeit des Ermittlens von Antwort beeindruckt, die sie in der Lage waren zu erhalten.“

Fühler für irgendein Gas

In dieser Studie arbeiten die Forscher, die auf reine Kohlenstoff nanotubes, aber gerichtet werden, sie jetzt an dem Herstellen der Fühler, um eine große Auswahl von Gasen zu entdecken. Selektivität kann geändert werden, indem man Metallatome den nanotube Wänden hinzufügt oder indem man Polymere oder andere Materialien um die Gefäße einwickelt.

Ein Gas, das die Forscher ist besonders interessiert sind herein, Äthylen, das für das Überwachen der Reife der Frucht nützlich sein würde, wie es versendet und gespeichert wird. Das Team übt auch Fühler für Schwefelverbindungen aus, die möglicherweise hilfreiches für das Entdecken von Erdgaslecks prüften.

Die Forschung wurde durch das Armee-Forschungs-Büro durch Institut MITS für Soldat-Nanotechnologien und Nationale Institute des Gesundheitsstipendiums zu Mirica finanziert.

Quelle: Auswahl

Last Update: 9. October 2012 09:26

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