Técnica Nova da Fabricação Para Gravar Sensores de Nanotube do Carbono

Published on October 9, 2012 at 3:41 AM

Os nanotubes do Carbono oferecem uma maneira nova poderosa de detectar gáss prejudiciais no ambiente. Contudo, os métodos usados tipicamente para construir sensores do nanotube do carbono são perigosos e não seridos para a produção em grande escala.

Os químicos do MIT projectaram um novo tipo de chumbo de lápis que consiste em nanotubes do carbono, permitindo que desenhem sensores do nanotube do carbono em folhas de papel. (imagem: Janeiro Schnorr)

Um método novo da fabricação criado pelos químicos do MIT - tão simples quanto desenhando uma linha em uma folha de papel - pode superar esse obstáculo. O postdoc Katherine Mirica do MIT projectou um novo tipo de chumbo de lápis em que a grafite é substituída com um pó comprimido de nanotubes do carbono. O chumbo, que pode ser usado com um lápis mecânico regular, pode inscreer sensores em toda a superfície do papel.

O sensor, descrito no jornal Angewandte Chemie, detecta quantidades minúsculas de gás da amônia, um perigo industrial. O Swager de Timothy, John D. MacArthur Professor da Química e líder da equipa de investigação, diz que os sensores poderiam ser adaptados para detectar quase qualquer tipo de gás.

“A beleza desta é nós pode começar fazer todos os tipos quimicamente de materiais functionalized específico,” o Swager diz. “Nós pensamos que nós podemos fazer sensores para quase qualquer coisa que é temporário.”

Outros autores do papel são aluno diplomado Jonathan Weis e postdocs Janeiro Schnorr e Birgit Esser.

Escreva-o dentro

Os nanotubes do Carbono são folhas dos átomos de carbono rolados nos cilindros que permitem que os elétrons fluam sem obstáculo. Tais materiais foram mostrados para ser sensores eficazes para muitos gáss, que ligam aos nanotubes e impedem o fluxo do elétron. Contudo, criar estes sensores exige nanotubes de dissolução em um solvente tal como o dichlorobenzene, usando um processo que possa ser perigoso e incerto.

O Swager e Mirica expor para criar um método solvente-livre da fabricação baseado no papel. Inspirado por lápis em sua mesa, Mirica teve a ideia comprimir nanotubes do carbono na grafite-como o material que poderia substituir para o chumbo de lápis.

Para criar sensores usando seu lápis, os pesquisadores desenham uma linha de nanotubes do carbono em uma folha de papel imprimida com os eléctrodos pequenos feitos do ouro. Então aplicam uma corrente elétrica e medem a corrente enquanto corre através da tira do nanotube do carbono, que actua como um resistor. Se a corrente é alterada, significa que o gás limitou aos nanotubes do carbono.

 

Os pesquisadores testaram seu dispositivo em diversos tipos de papel diferentes, e encontraram que a melhor resposta veio com os sensores desenhados em uns papéis mais lisos. Igualmente encontraram que os sensores dão resultados consistentes mesmo quando as marcas não são uniformes.

Duas vantagens principais da técnica são que é barata e de “o chumbo lápis” é extremamente estável, o Swager diz. “Você não pode imaginar uma formulação mais estável. As moléculas são imobilizadas,” diz.

O sensor novo podia provar útil para uma variedade de aplicações, diz Zhenan Bao, um professor adjunto da engenharia química na Universidade de Stanford. “Eu posso já pensar de muitas maneiras que esta técnica pode ser estendida para construir dispositivos do nanotube do carbono,” diz Bao, que não era parte da equipa de investigação. “Comparou a outras técnicas típicas, tais como o revestimento da rotação, revestimento de mergulho ou impressão do Inkjet, Eu sou imprimido com a boa reprodutibilidade de detectar a resposta que podiam obter.”

Sensores para algum gás

Neste estudo, os pesquisadores centrados sobre nanotubes puros do carbono, mas estão trabalhando agora em costurar os sensores para detectar uma vasta gama de gáss. A Selectividade pode ser alterada adicionando átomos do metal às paredes do nanotube, ou envolvendo polímeros ou outros materiais em torno das câmaras de ar.

Um gás que os pesquisadores estão particularmente interessados é dentro o etileno, que seria útil para monitorar a madureza do fruto como é enviado e armazenado. A equipe igualmente está levando a cabo sensores para os compostos de enxofre, que puderam provar útil para detectar escapes do gás natural.

A pesquisa foi financiada pelo Escritório da Pesquisa do Exército através do Instituto do MIT para Nanotecnologia do Soldado e Institutos Nacionais da bolsa de estudo da Saúde a Mirica.

Source: http://web.mit.edu

Last Update: 9. October 2012 09:27

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