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Technique Neuve de Fabrication Pour Corroder des Senseurs de Nanotube de Carbone

Published on October 9, 2012 at 3:41 AM

Les nanotubes de Carbone offrent une voie neuve puissante de trouver les gaz nuisibles dans l'environnement. Cependant, les méthodes type employées pour établir des senseurs de nanotube de carbone sont dangereuses et non adaptées à la production à grande échelle.

Les pharmaciens de MIT ont conçu un type neuf de nanotubes se composants de carbone de plomb de faisceau filiforme, leur permettant de tirer des senseurs de nanotube de carbone sur des feuilles de papier. (image : Janv. Schnorr)

Une méthode neuve de fabrication produite par des pharmaciens de MIT - aussi simples que traçant une ligne sur une feuille de papier - peut surmonter cet obstacle. Le postdoc Katherine Mirica de MIT a conçu un type neuf de plomb de faisceau filiforme dans lequel le graphite est remplacé par une poudre comprimée des nanotubes de carbone. Le plomb, qui peut être utilisé avec un faisceau filiforme mécanique régulier, peut inscrire des senseurs sur n'importe quelle surface de papier.

Le senseur, décrit dans le tourillon Angewandte Chemie, trouve des quantités minutieuses de gaz d'ammoniums, un risque industriel. L'Étampeur de Timothy, John D. MacArthur Professeur de Chimie et amorce de l'équipe de recherche, dit que les senseurs pourraient être adaptés pour trouver presque n'importe quel type de gaz.

« La beauté de ceci est nous peut commencer à faire toutes sortes chimiquement de matériaux functionalized par détail, » l'Étampeur dit. « Nous pensons que nous pouvons effectuer des senseurs pour presque tout ce qui est volatil. »

D'Autres auteurs du papier sont étudiant de troisième cycle Jonathan Weis et postdocs Janv. Schnorr et Birgit Esser.

Crayonnez-le dedans

Les nanotubes de Carbone sont des feuilles d'atomes de carbone roulés dans les cylindres qui permettent à des électrons de circuler sans obstacle. De Tels matériaux se sont avérés les senseurs pertinents pour beaucoup de gaz, qui grippent aux nanotubes et entravent le flux d'électron. Cependant, produire ces senseurs exige des nanotubes dissolvants dans un solvant tel que le dichlorobenzène, utilisant un procédé qui peut être dangereux et peu fiable.

L'Étampeur et le Mirica se sont mis à produire une méthode exempte de dissolvants de fabrication basée sur le papier. Inspiré par des faisceaux filiformes sur son bureau, Mirica a eu l'idée de comprimer des nanotubes de carbone dans un matériau comme un graphite qui pourrait remplacer le plomb de faisceau filiforme.

Pour produire des senseurs utilisant leur faisceau filiforme, les chercheurs tracent une ligne des nanotubes de carbone sur une feuille de papier imprimée avec de petites électrodes faites d'or. Ils alors appliquent un courant électrique et mesurent le courant pendant qu'il traverse la bande de nanotube de carbone, qui agit en tant que résistance. Si le courant est modifié, il signifie que le gaz a lié aux nanotubes de carbone.

 

Les chercheurs ont testé leur dispositif sur plusieurs différents types de papier, et ont constaté que la meilleure réaction est venue avec des senseurs tirés sur des papiers plus lisses. Ils ont également constaté que les senseurs donnent des résultats cohérents même lorsque les notes ne sont pas uniformes.

Deux principaux avantages de la technique sont qu'elle est peu coûteuse et le « plomb de faisceau filiforme » est extrêmement stable, l'Étampeur dit. « Vous ne pouvez pas imaginer une formulation plus stable. Les molécules sont immobilisées, » il dit.

Le senseur neuf a pu s'avérer utile pour un grand choix d'applications, dit Zhenan Bao, un professeur agrégé du génie chimique à l'Université de Stanford. « Je peux déjà penser à beaucoup de voies que cette technique peut être étendue pour établir des dispositifs de nanotube de carbone, » dit Bao, qui n'était pas une partie de l'équipe de recherche. « Comparé à d'autres techniques typiques, telles que la couche de rotation, le revêtement au trempé ou l'impression de jet d'encre, Je suis impressionné de la bonne reproductibilité de sentir la réaction qu'ils pouvaient obtenir. »

Senseurs pour tout gaz

Dans cette étude, les chercheurs concentrés sur des nanotubes purs de carbone, mais eux travaillent maintenant à régler les senseurs pour trouver un large éventail de gaz. La Sélectivité peut être modifiée en ajoutant des atomes en métal aux parois de nanotube, ou en enveloppant des polymères ou d'autres matériaux autour des tubes.

Un gaz que les chercheurs sont particulièrement intéressés est dedans un éthylène, qui serait utile pour surveiller la maturité du fruit comme il est expédié et enregistré. L'équipe poursuit également des senseurs pour les composés de soufre, qui pourraient prouver utile pour trouver des fuites de gaz naturel.

La recherche a été financée par le Bureau de Recherches de Forces Terrestres par l'Institut du MIT pour des Nanotechnologies de Soldat et les Instituts Nationaux de la camaraderie de Santé à Mirica.

Source : http://web.mit.edu

Last Update: 9. October 2012 09:26

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