據(jù)悉,日本及法國科學院共同研發(fā)了新型測量一氧化碳濃度的傳感器。據(jù)悉該傳感器靈敏度高,能探測極低濃度下的一氧化碳,且生產(chǎn)成本低。
作為一種有毒和污染性氣體,一氧化碳在空氣中的檢測一直都是一個大問題。其主要來源于含碳物質(zhì)的不充分燃燒過程中,比如烹飪用的燃氣和汽油。由于一氧化碳無色無味,因此很難被人察覺到。長期以來,科學家們從未停止對能夠測量一氧化碳濃度的傳感器的研究。幾個月前,一個來自日本沖繩科學技術(shù)大學院大學(OIST)和法國圖盧茲大學的聯(lián)合團隊組找到了一種新的測量方法。
集成在微型加熱膜片上的銅體和氧化銅納米細絲結(jié)構(gòu)圖
為了能夠?qū)σ谎趸歼M行測量,研究人員選用了極其細微的氧化銅納米絲線,通過氧化銅與一氧化碳發(fā)生化學反應產(chǎn)生電信號,從而得到一氧化碳的濃度。
據(jù)悉,這些參與反應的納米絲線都非常細,僅相當于人頭發(fā)的1/1000左右。而一旦使用了氧化銅細絲,有兩個不得不解決問題擋在了小組成員的面前。一是納米絲線如何集成到可足以供人操作設備(傳感器件)中和簡單大量生產(chǎn)的問題;另一個就是如何控制傳感器件設備中納米絲線數(shù)量和位置。目前,他們的相關(guān)的研究和成果發(fā)表在《ACSSensors》上。
“要想得到氧化銅納米細絲,就需要對兩個相鄰銅體微型結(jié)構(gòu)進行加熱,然后這些納米細絲就會從這一對微結(jié)構(gòu)上‘生長’出來,并逐步在縫隙間延伸。”Steinhauer博士解釋說,“我們將銅體集成在一個微型的‘電爐’上進行加熱,這個由圖盧茲大學研發(fā)的微型加熱爐實際上是一個薄膜片,能夠在極低功耗下將溫度升高到幾百攝氏度。”
得益于這個微型“電爐”,研究人員能夠在極大程度上控制納米細絲的數(shù)量和位置,并且得到細絲上關(guān)于電信號的數(shù)據(jù)。
最終的測試結(jié)果顯示,該裝置具有令人意想不到的靈敏度,能夠探測到極低濃度下的一氧化碳。“將采用氧化銅納米細絲和微型加熱膜的一氧化碳傳感器小型化,這是發(fā)展下一代氣體傳感器的第一步。”團隊中另一名成員Sowwan教授評論道,“與其他測量技術(shù)相比,我們所研發(fā)的這種方式不僅成本低,而且適合進行大批量生產(chǎn)。”
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