美研制出廉价石墨烯海绵传感器
时间:2017-12-08

   美国研发出一种便宜的石墨烯海绵传感器

  最近,据美国科普网站报道,伦斯勒理工学院的科学家最近开发了一种新型传感器,它是由石墨烯泡沫制成的,精致,价格低廉,可重复使用,性能远远超过目前的市场。商用气体传感器,并且在不久的将来,科学家将能够在此基础上开发卓越的轰炸机探测器和环境传感器。

  新型传感器已经放弃了阻止传感器被使用和开发的许多限制。近年来,科学家们在操纵纳米结构和使用它们创造高性能探测器方面取得了重大进展,这些探测器能够准确跟踪空气中的化学物质。然而,他们开发的传感器的范围,理论上是好的,但并不实用。

  目前,传感器的设计是非常复杂的,往往依赖于一个单一的纳米结构,科学家们需要仔细操纵这样的结构和更准确的分析。另外,制造的传感器通常不能重复使用,必须在特定的温度或压力下运行。因此,科学家们还没有创造出可靠,便宜,可重复使用的手持式感应装置。

  现在,伦斯勒理工学院的研究人员开发了一种使用石墨烯泡沫的这种印章尺寸的新型传感器。他们在镍泡沫结构上种植石墨烯(单层碳原子),并去除了泡沫镍,留下了一种泡沫状石墨烯结构,具有独特的电性能,可用于执行检测任务。

  当暴露于空气中时,空气中的颗粒被吸收到泡沫表面上,并且这些颗粒中的每一个都可以以不同的方式影响石墨烯泡沫,而其阻力微小变化。通过使电流流过并测量阻力的变化,就可以知道泡沫上附着了什么颗粒。科学家们让大约100毫安的电流通过泡沫,发现石墨烯泡沫可以导致颗粒的解吸,也就是颗粒自动地剥离传感器,去除颗粒,传感器可以重复使用。

  科学家对传感器进行微调,以检测在5分钟到10分钟内检测到这种有害颗粒物的氨(自制炸药硝酸铵的关键成分),效率是目前市场上最好的检测器的10倍。科学家们用它来检测爆炸物分解时释放出来的有毒气体二氧化氮,结果表明它比现有的商用传感器效率高10倍。

  石墨烯泡沫非常容易操作,操作方便,而且在常温下也能正常工作,这是科学家们非常希望的特点,石墨烯泡沫传感器可以让科学家制造更便宜,更实用的手持式传感器,感知设备探测大气。

  美国“科普”网站相关报道(英文)

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