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銘刻碳 Nanotube 傳感器的新的製造技術

Published on October 9, 2012 at 3:41 AM

碳 nanotubes 在這個環境裡提供強大的新的方式檢測有害的氣體。 然而,典型地用於的方法編譯碳 nanotube 傳感器是危害和沒適合於大規模的生產。

MIT 化學家設計了包括碳 nanotubes 的鉛筆芯的一個新類型,給他們畫碳在紙片的 nanotube 傳感器上。 (圖像: 1月 Schnorr)

MIT 化學家創建的一個新的製造方法 - 一樣簡單像畫在紙片的一條線路 - 可以克服該阻礙。 MIT postdoc 凱瑟琳 Mirica 設計了的鉛筆芯的一個新類型石墨用碳 nanotubes 一粒壓縮粉末替換。 線索,可以使用與一支正常機械鉛筆,可能題寫在所有紙表面的傳感器。

傳感器,描述在這個日記帳 Angewandte Chemie,檢測微小數量氨氣體,一個行業危險等級。 蒂莫西製模工,研究小組的化學的約翰 D. MacArthur 教授和領導先鋒,說傳感器可能適應檢測接近任一種氣體。

「此的秀麗是我們可能開始執行各種各樣的化工特定 functionalized 材料」,製模工說。 「我們認為我們可以做是可變的幾乎任何的傳感器」。

本文的其他作者是研究生喬納森 Weis 和 postdocs 1月 Schnorr 和比伊特 Esser。

書寫它

碳 nanotubes 是碳原子頁滾到允許電子流,不用妨礙的磁道。 這樣材料證明是許多氣體的有效傳感器,束縛對 nanotubes 并且妨礙電子流。 然而,創建這些傳感器要求在一種溶劑的溶化的 nanotubes 例如對二氯苯,使用可以是危害和不可靠的進程。

製模工和 Mirica 下決心創建在文件基礎上的一個未溶解的製造方法。 啟發由在她的服務臺上的鉛筆, Mirica 有這個想法壓縮碳 nanotubes 到可能替代品對於鉛筆芯的像石墨的材料。

使用他們的鉛筆,要創建傳感器,研究員畫碳 nanotubes 線路在紙片的印與小的電極由金子製成。 他們然後應用電流并且評定當前,當它流經碳 nanotube 主街上,作為電阻器。 如果當前被修改,意味氣體一定對碳 nanotubes。

 

研究員測試了他們的在幾個不同的論文類型的設備,并且發現這種最佳的回應來與在更加平穩的文件畫的傳感器。 他們也發現傳感器產生一致的結果,既使當標記不是統一的。

這個技術的二個主要好處是它是耗費小的,并且 「鉛筆芯」是極穩定的,製模工說。 「您不可能想像一種更加穩定的公式化。 分子被固定」,他說。

新的傳感器能證明有用為各種各樣的應用,說 Zhenan Bao,在斯坦福大學的化學工程副教授。 「我可以此技術可以被擴大建立碳 nanotube 設備已經的認為許多方式」, Bao 說,沒有作為研究小組的部分。 「與其他典型的技術比較了,例如空轉塗層,浸沉塗布或噴墨機打印,我留下深刻印象對感覺他們能獲得的回應好增殖率」。

任何氣體的傳感器

在此研究中,於純碳 nanotubes 集中的研究員,但是他們在剪裁傳感器檢測各種各樣的氣體現在從事。 選擇性可以修改通過添加金屬原子到 nanotube 牆壁,或者通過包裹聚合物或其他材料在管附近。

研究員特別感興趣的一氣體是乙烯,為監控果子的熟是有用的,它被發運并且存儲。 這個小組也繼續處理硫化合物的傳感器,也許證明有用檢測的天然氣洩漏。

這個研究由陸軍研究辦公室資助通過戰士納米技術 MIT 的學院和對 Mirica 的國家衛生研究所同伴關係。

來源: http://web.mit.edu

Last Update: 9. October 2012 09:25

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