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

De Nieuwe Techniek van de Vervaardiging om de Sensoren van Nanotube van de Koolstof Te Etsen

Published on October 9, 2012 at 3:41 AM

De Koolstof nanotubes biedt een krachtige nieuwe manier aan om schadelijke gassen in het milieu te ontdekken. Nochtans, zijn de methodes die typisch worden gebruikt om koolstof nanotube sensoren te bouwen gevaarlijk en geschikt niet voor productie op grote schaal.

De chemici MIT ontwierpen een nieuw type van potloodlood dat uit koolstof bestaat nanotubes, toestaand hen om koolstof nanotube sensoren op bladen van document te trekken. (beeld: Januari Schnorr)

Een nieuwe vervaardigingsmethode die door MIT chemici - zo eenvoudig wordt gecreeerd zoals trekkend een lijn op een blad van document - kan die hindernis overwinnen. MIT postdoc Katherine Mirica heeft een nieuw type van potloodlood ontworpen waarin het grafiet met een samengeperst poeder van koolstof nanotubes wordt vervangen. Het lood, dat met een regelmatig mechanisch potlood kan worden gebruikt, kan sensoren op om het even welke document oppervlakte inschrijven.

De sensor, die in het dagboek Angewandte Chemie wordt beschreven, ontdekt minieme hoeveelheden ammoniakgas, een industrieel gevaar. De Zadelsmid van het Timoteegras, John D. MacArthur Professor van Chemie en leider van het onderzoeksteam, zegt de sensoren zouden kunnen worden aangepast om bijna om het even welk type van gas te ontdekken.

De „schoonheid van dit is wij kan beginnen alle soorten van chemisch specifiek te doen functionalized materialen,“ de Zadelsmid zegt. „Wij denken wij sensoren voor bijna om het even wat kunnen maken die.“ vluchtig is

Andere auteurs van het document zijn gediplomeerde student Jonathan Weis en postdocs Januari Schnorr en Birgit Esser.

Potlood het binnen

De Koolstof nanotubes is bladen van koolstofatomen die in cilinders worden gerold die elektronen om zonder belemmering toestaan te stromen. Dergelijke materialen zijn getoond om efficiënte sensoren voor vele gassen te zijn, die aan nanotubes binden en elektronenstroom belemmeren. Nochtans, vereist het creëren van deze sensoren oplossend nanotubes in een oplosmiddel zoals dichlorobenzeen, gebruikend een proces dat gevaarlijk en onbetrouwbaar kan zijn.

De Zadelsmid en Mirica trachten tot een solvent-free vervaardigingsmethode te leiden die op papier wordt gebaseerd. Geïnspireerd door potloden op haar bureau, had Mirica het idee om koolstof nanotubes in een grafiet-als materiaal samen te persen dat voor potloodlood kon substitueren.

Om sensoren te creëren die hun potlood gebruiken, trekken de onderzoekers een lijn van koolstof nanotubes op een blad van document dat met kleine elektroden wordt gestempeld die van goud worden gemaakt. Zij passen dan een elektrostroom toe en meten de stroom aangezien het door de koolstof nanotube strook vloeit, die als weerstand dienst doet. Als de stroom wordt veranderd, betekent het het gas aan de koolstof nanotubes heeft gebonden.

 

De onderzoekers testten hun apparaat op verscheidene verschillende types van document, en vonden dat de beste reactie met sensoren kwam die op meer vlote documenten worden getrokken. Zij vonden ook dat de sensoren verenigbare resultaten geven zelfs wanneer de tekens niet eenvormig zijn.

Twee belangrijke voordelen van de techniek zijn dat het goedkoop is en het „potloodlood“ uiterst stabiel is, zegt de Zadelsmid. „U kunt geen stabielere formulering veronderstellen. De molecules zijn geïmmobiliseerd,“ hij zegt.

De nieuwe sensor nuttig kon voor een verscheidenheid van toepassingen blijken, zegt Zhenan Bao, een verwante professor van chemische techniek bij de Universiteit van Stanford. „Ik kan reeds denken van vele manieren deze techniek kan worden uitgebreid om koolstof nanotube apparaten te bouwen,“ zegt Bao, die een geen deel van het onderzoeksteam was. „Vergeleken bij andere typische technieken, zoals rotatiedeklaag, onderdompelingsdeklaag of Inkjet druk, ben Ik geïmponeerd met de goede reproduceerbaarheid van het ontdekken van reactie zij konden krijgen.“

Sensoren voor om het even welk gas

In deze studie, concentreerden de onderzoekers zich op zuivere koolstof nanotubes, maar zij werken nu bij het maken van de sensoren om een brede waaier van gassen te ontdekken. De Selectiviteit kan worden veranderd door metaalatomen aan de nanotubemuren toe te voegen, of door polymeren of andere materialen rond de buizen te verpakken.

Één gas de onderzoekers bijzonder geinteresseerd zijn in is ethyleen, die nuttig zou zijn om de rijpheid van fruit te controleren aangezien het wordt verscheept en opgeslagen. Het team achtervolgt ook sensoren voor zwavelsamenstellingen, die nuttig zouden kunnen blijken voor het ontdekken van aardgaslekken.

Het onderzoek werd gefinancierd door het Bureau van het Onderzoek van het Leger door het Instituut van MIT voor de Nanotechnologie van de Militair en Nationale Instituten van de beurs van de Gezondheid aan Mirica.

Bron: http://web.mit.edu

Last Update: 9. October 2012 09:25

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