En forbedret bærbar, strækbar gassensor ved hjælp af nanokompositter

En strækbar, Bærbar gassensor til miljøføling er udviklet og testet af forskere ved Penn State, Northeastern University og fem universiteter i Kina.

Sensoren kombinerer et nyudviklet laser-induceret grafenskummateriale med en unik form for molybdændisulfid og reduceret grafenoxid nanokompositter. Forskerne var interesserede i at se, hvordan forskellige morfologier, eller former, af de gasfølsomme nanokompositter påvirker materialets følsomhed til at detektere nitrogendioxid-molekyler i meget lav koncentration. For at ændre morfologien, de pakkede en beholder med meget fintmalede saltkrystaller.

Nitrogendioxid er en skadelig gas, der udsendes af køretøjer, der kan irritere lungerne ved lave koncentrationer og føre til sygdom og død ved høje koncentrationer.

Da forskerne tilføjede molybdændisulfid og reducerede grafenoxidprækursorer til beholderen, nanokompositterne dannede strukturer i de små mellemrum mellem saltkrystallerne. De prøvede dette med en række forskellige saltstørrelser og testede følsomheden på konventionelle interdigiterede elektroder, samt den nyudviklede laser-inducerede grafen platform. Når saltet blev fjernet ved at opløse det i vand, forskerne fastslog, at de mindste saltkrystaller aktiverede den mest følsomme sensor.

"Vi har udført testene til 1 part per million og lavere koncentrationer, som kunne være 10 gange bedre end konventionelt design, " siger Huanyu Larry Cheng, assisterende professor i ingeniørvidenskab og mekanik og materialevidenskab og teknik. "Dette er en ret beskeden kompleksitet sammenlignet med den bedste konventionelle teknologi, som kræver højopløsningslitografi i et renrum."

Ning Yi og Han Li, ph.d.-studerende ved Penn State og medforfattere på papiret i Materialer i dag Fysik , tilføjet, "Avisen undersøgte sansningsydelsen af ​​den reducerede grafenoxid/molydisulfid-komposit. Endnu vigtigere, vi finder en måde at forbedre følsomheden og signal-til-støj-forholdet for gassensoren ved at kontrollere kompositmaterialets morfologi og konfigurationen af ​​sensor-testplatformen. Vi tror, ​​at den strækbare nitrogendioxidgassensor kan finde anvendelser i real-time miljøovervågning eller sundhedsindustrien."