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原子级超薄传感器诞生:可室温工作,检测50万分之一超低浓度二氧化氮

2021-03-31 12:48 前瞻网   

 

原子级超薄传感器诞生:可室温工作,检测50万分之一超低浓度二氧化氮

二氧化氮是由化石燃料驱动的汽车和燃气火炉排放的一种空气污染物,它不仅对气候有害,对人的健康也有害。长期接触二氧化氮会增加心脏病、哮喘等呼吸道疾病和感染。

二氧化氮既无臭又看不见,所以需要一个特殊的传感器来准确检测有毒气体的浓度。但目前大多数可用的传感器都是能源密集型的,因为它们通常必须在高温下工作才能获得合适的性能。

由伯克利实验室和加州大学伯克利分校的研究人员开发的超薄传感器可能是一种解决方案。根据发表在《纳米快报》(Nano Letters)杂志上的论文中,研究团队报道了一种原子级薄的“2D”传感器,它可以在室温下工作,因此比传统传感器消耗更少的电力。

研究人员说,新的2D传感器——由单层铼铌二硫化物合金构成——也具有优越的化学特异性和恢复时间。

与其他由石墨烯等材料制成的2D器件不同,新型2D传感器对二氧化氮分子有选择性的电反应,对氨和甲醛等其他有毒气体的反应很小。此外,来自加州大学伯克利分校的博士后学者、当前研究的主要作者Amin Azizi表示,新的2D传感器能够检测出至少50万分之一的超低浓度二氧化氮。

Azizi表示,“一旦基于二硫化钼或碳纳米管的传感器检测到二氧化氮,它可能需要几个小时才能在室温下恢复到原始状态。但我们的传感器只需要几分钟。”

新传感器不仅超薄,而且灵活透明,这使它成为可穿戴环境与健康监测传感器的理想选择。“如果当地环境中的二氧化氮水平超过50ppm,这对哮喘患者是非常危险的,但目前,个人二氧化氮气体传感器是不切实际的。” Azizi说。但这一新传感器如果集成到智能手机或其他可穿戴电子产品中,可能会填补这一空白。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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