Forskning pionerer i nanoteknologi til gassensing

Et team af forskere fra University of Exeter har skabt en ny type enhed, der kunne bruges til at udvikle omkostningseffektive gassensorer.

Pionerholdet, som inkluderer to andet års Exeter-studenter, har skabt en ny type enhed, der udsender lys i den infrarøde del af spektret. Mange vigtige gasser absorberer kraftigt infrarødt lys, og denne karakteristiske absorption kan bruges som en måde at føle dem på.

Imidlertid, de fleste eksisterende infrarøde gassensorer bruger konventionelle "pære" glødende kilder til infrarødt lys, som har en række betydelige mangler, herunder begrænsede levetider på grund af filamentets skrøbelighed. De nye sensorer kan bruges til en bred vifte af applikationer, herunder sansning af atmosfæriske forurenende stoffer såsom nitrogendioxid, som udledes fra bilers udstødning, og som kan have en væsentlig effekt på folkesundheden.

Exeter-teamet brugte en sandwich af forskellige 2D-materialer, som kun er nogle få atomer tykke, at skabe en enhed, der ligner en pære i nanoskala, men hvor filamentet er ekstremt svært at bryde. Ud over, holdet mener, at disse enheder i sidste ende kunne være mere omkostningseffektive og bæredygtige at fremstille end halvlederbaserede lysemitterende dioder, der udsender ved disse lange bølgelængder.

Forskningen, som ledes af professor Geoff Nash, er publiceret i det højt respekterede videnskabelige tidsskrift Anvendt fysik bogstaver .

Holdet omfattede bachelorstuderende Hannah Barnard og Katya Zossimova, som begyndte at arbejde som en del af professor Nashs gruppe sidste sommer, mens de var på deres første år.

Professor Nash, professor i teknisk fysik og naturvidenskabsdirektør, fra University of Exeter, sagde:"Tidligere enheder, vi har lavet, fungerede egentlig kun i vakuum og ville gå i stykker meget hurtigt, når de blev udsat for luft. Ved at indkapsle filamentet i nanoskala i en beskyttende belægning, vi har vist, at disse enheder kan fungere i luften i langt over 1000 timer, baner vejen for udviklingen af ​​praktiske infrarøde kilder, der kan bruges i sensorapplikationer."

Kommenterer sammensætningen af ​​hans forskerhold, han fortsatte med at tilføje, at "det er et privilegium at arbejde sammen med nogle af vores fantastiske elever, der har bragt energi, entusiasme og et andet perspektiv på vores forskning. Hannah og Katya, og andre bachelorer før, har gjort en reel indflydelse på arbejdet i min gruppe."

Katya, der studerer fysik, sagde:"Det har været rigtig spændende at være en del af forskerholdet, alle har været virkelig imødekommende, og jeg har lært meget af oplevelsen. Jeg føler, at denne mulighed har givet mig selvtillid til at overveje postgraduate studier i fysik."

Hannah, der studerer naturvidenskab, sagde, at oplevelsen gav hende "uvurderlig indsigt i at være forsker på universitetet." Hun tilføjede:"Siden jeg deltog i praktikopholdet har jeg opnået ting, jeg aldrig engang troede var mulige og rykket alle mine personlige grænser. Jeg har elsket at kunne anvende det, jeg lærer i laboratorierne, på mine underviste moduler og omvendt."

Natural Sciences at Exeter er et innovativt flagskibsprogram designet til at udforske de videnskabelige koncepter, der er nødvendige for at forklare den naturlige verden, fra nanoskalaen til de komplekse systemer i Jordens klima og vores solsystem.

Forskningsinspireret, undersøgelsesstyret læring er hjørnestenen i universitetets uddannelsesstrategi, og studerende er engageret i den verdensførende forskning på universitetet på mange forskellige måder.