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石墨烯基有毒气体纳米传感器

澳大利亚联邦科工组织 (CSIRO) 的科学家研发出新型纳米传感器,能够探测非常低浓度的毒性气体,比如氨气和二氧化氮,并且这种传感器可以通过水或者乙醇分子进行恢复。

石墨烯基有毒气体纳米传感器

澳大利亚联邦科工组织 (CSIRO) 的科学家研发出新型纳米传感器,能够探测非常低浓度的毒性气体,比如氨气和二氧化氮,并且这种传感器可以通过水或者乙醇分子进行恢复。

这一突破可用于制造新一代医疗和工业设备,用于探测在环境和医疗诊断中的重要分子。这种传感器由纳米尺度的被称为石墨烯的材料所构成。澳大利亚联邦科工组织 (CSIRO) 的 Lakshman Randeniya 博士及其同事开发出这一具有简单结构的传感器来探测氨气和二氧化氮,并且他们认为经过改进,还可以探测其他类型的多种分子。这一新方法也避免了昂贵的器件制备过程。

在实验室检测中,他们可探测低至1ppm 量级的氨气分子浓度 (最低检测限为 200ppb)和低至500 ppb的二氧化氮浓度 (最低检测限为 100ppb) ,通过简单的器件结构,比以前报道的石墨烯基传感器的结果有了提高。

Randeniya 博士认为此种传感器可以用来探测许多导致呼吸系统疾病的环境污染物。进一步讲,对于某些由肾脏机能失调,或胃部幽门螺杆菌感染所引起的溃疡所导致的患有脲平衡紊乱的病人,测量气息中氨的含量是个快速分析方法。在这种情况下,往往只有少量的呼出气体可用,并且,目前还没有合适的氨气呼吸分析仪。合适的氨气分析仪应可在二氧化碳的浓度达3%的呼出气体中探测低至50 ppb 的氨气。

石墨烯由于其所具有的独特的性质而被奉为超级材料,包括非常高的导电性和非常低的电噪声。这种新型纳米传感器的一个主要优点是可以在室温下使用并且多次测量后可以再生。

在传统的室温纳米结构传感器中,气体倾向于紧紧吸附在材料上,妨碍了回复和可重复性。人们通常将材料加热或者紫外光照射来克服这一问题,但传感器的性能将相应地退化。

这种传感器通过在介孔氧化铝膜上沉积处理过的石墨烯纳米片来进行制备。这种方法暴露出高密度的活性边缘,使得这种传感器超级灵敏。

来源:MaterialsViews

翻译:于明鹏

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