铭刻碳 Nanotube 传感器的新的制造技术

Published on October 9, 2012 at 3:41 AM

碳 nanotubes 在这个环境里提供强大的新的方式检测有害的气体。 然而,典型地用于的方法编译碳 nanotube 传感器是危害和没适合于大规模的生产。

MIT 化学家设计了包括碳 nanotubes 的铅笔芯的一个新类型,给他们画碳在纸片的 nanotube 传感器上。 (图象: 1月 Schnorr)

MIT 化学家创建的一个新的制造方法 - 一样简单象画在纸片的一条线路 - 可以克服该阻碍。 MIT postdoc 凯瑟琳 Mirica 设计了的铅笔芯的一个新类型石墨用碳 nanotubes 一粒压缩粉末替换。 线索,可以使用与一支正常机械铅笔,可能题写在所有纸表面的传感器。

传感器,描述在这个日记帐 Angewandte Chemie,检测微小数量氨气体,一个行业危险等级。 蒂莫西制模工,研究小组的化学的约翰 D. MacArthur 教授和领导先锋,说传感器可能适应检测接近任一种气体。

“此的秀丽是我们可能开始执行各种各样的化工特定 functionalized 材料”,制模工说。 “我们认为我们可以做是可变的几乎任何的传感器”。

本文的其他作者是研究生乔纳森 Weis 和 postdocs 1月 Schnorr 和比伊特 Esser。

书写它

碳 nanotubes 是碳原子页滚到允许电子流,不用妨碍的磁道。 这样材料证明是许多气体的有效传感器,束缚对 nanotubes 并且妨碍电子流。 然而,创建这些传感器要求在一种溶剂的溶化的 nanotubes 例如对二氯苯,使用可以是危害和不可靠的进程。

制模工和 Mirica 下决心创建在文件基础上的一个未溶解的制造方法。 启发由在她的服务台上的铅笔, Mirica 有这个想法压缩碳 nanotubes 到可能替代品对于铅笔芯的象石墨的材料。

使用他们的铅笔,要创建传感器,研究员画碳 nanotubes 线路在纸片的印与小的电极由金子制成。 他们然后应用电流并且评定当前,当它流经碳 nanotube 主街上,作为电阻器。 如果当前被修改,意味气体一定对碳 nanotubes。

 

研究员测试了他们的在几个不同的论文类型的设备,并且发现这种最佳的回应来与在更加平稳的文件画的传感器。 他们也发现传感器产生一致的结果,既使当标记不是统一的。

这个技术的二个主要好处是它是耗费小的,并且 “铅笔芯”是极稳定的,制模工说。 “您不可能想象一种更加稳定的公式化。 分子被固定”,他说。

新的传感器能证明有用为各种各样的应用,说 Zhenan Bao,在斯坦福大学的化学工程副教授。 “我可以此技术可以被扩大建立碳 nanotube 设备已经的认为许多方式”, Bao 说,没有作为研究小组的部分。 “与其他典型的技术比较了,例如空转涂层,浸沉涂布或喷墨机打印,我留下深刻印象对感觉他们能获得的回应好增殖率”。

任何气体的传感器

在此研究中,于纯碳 nanotubes 集中的研究员,但是他们在剪裁传感器检测各种各样的气体现在从事。 选择性可以修改通过添加金属原子到 nanotube 墙壁,或者通过包裹聚合物或其他材料在管附近。

研究员特别感兴趣的一气体是乙烯,为监控果子的熟是有用的,它被发运并且存储。 这个小组也继续处理硫化合物的传感器,也许证明有用检测的天然气泄漏。

这个研究由陆军研究办公室资助通过战士纳米技术 MIT 的学院和对 Mirica 的国家卫生研究所同伴关系。

来源: http://web.mit.edu

Last Update: 9. October 2012 09:25

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