Автор AZoNano 28 августа 2020 г.

Растягиваемый носимый газовый датчик для измерения окружающей среды был разработан и испытан исследователями из Пенсильванского университета, Северо-Восточного университета и пяти университетов Китая.

Датчик сочетает в себе недавно разработанный лазерно-индуцированный вспененный графеновый материал с уникальной формой нанокомпозитов из дисульфида молибдена и восстановленного оксида графена. Исследователи были заинтересованы в том, чтобы увидеть, как различные морфологии или формы газочувствительных нанокомпозитов влияют на чувствительность материала к обнаружению молекул диоксида азота в очень низкой концентрации. Чтобы изменить морфологию, они упаковали контейнер с очень мелко измельченными кристаллами соли.

Двуокись азота – ядовитый газ, выделяемый транспортными средствами, который может раздражать легкие при низких концентрациях и приводить к болезням и смерти при высоких концентрациях.

Когда исследователи добавили в канистру дисульфид молибдена и восстановленные предшественники оксида графена, нанокомпозиты сформировали структуры в небольших промежутках между кристаллами соли. Они попробовали это с различными размерами солей и проверили чувствительность на обычных встречно-штыревых электродах, а также на недавно разработанной лазерно-индуцированной графеновой платформе. Когда соль была удалена путем растворения в воде, исследователи определили, что мельчайшие кристаллы соли позволяют работать с наиболее чувствительным датчиком.

«Мы провели испытания до 1 части на миллион и более низких концентраций, что может быть в 10 раз лучше, чем при обычном дизайне», – говорит Хуанью Ларри Ченг, доцент кафедры инженерных наук, механики и материаловедения. и инженерия. «Это довольно скромная сложность по сравнению с лучшей традиционной технологией, которая требует литографии высокого разрешения в чистом помещении».

Нин И и Хан Ли, докторанты Университета Пенсильвании и соавторы статьи в Materials Today Physics добавили: «В статье исследуется чувствительность восстановленного оксида графена / Композитный дисульфид молибдена. Что еще более важно, мы находим способ повысить чувствительность и отношение сигнал / шум газового сенсора, контролируя морфологию композитного материала и конфигурацию платформы для тестирования сенсора. Мы думаем, что растяжимый диоксид азота газовый датчик может найти применение в мониторинге окружающей среды в реальном времени или в здравоохранении ».

Другими авторами статьи из Пенсильванского университета под названием «Растяжимые, сверхчувствительные и низкотемпературные NO ₂ датчики на основе [email protected] нанокомпозитов» являются Ли Ян, Цзя Чжу , Сяоци Чжэн и Чжендун Лю.

Национальный научный фонд и Фонд нефтяных исследований Американского химического общества финансировали это исследование за счет дополнительного финансирования со стороны штата Пенсильвания и Северо-Востока.

Источник: https://www.psu.edu/