據報道,澳大利亞麥考瑞大學(Macquarie University)的工程師們開創了一種生產納米傳感器的新方法,這種方法顯著降低了碳濃度,降低了成本,提高了效率和多功能性,大大改善了這個關鍵工藝。
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據悉,該研究小組找到了一種方法,只需一滴乙醇就能處理每個傳感器,而不是需要將材料加熱到高溫的傳統工藝。最新研究成果已于近期發表在了《先進功能材料》雜志上。
該研究論文通訊作者、麥考瑞大學工程學院納米技術實驗室主任Noushin Nasiri副教授說,納米傳感器通常由沉積在傳感器小表面上的數十億納米粒子組成,但這些傳感器在首次制造時大多不起作用,需要再加工。
“納米傳感器通常是由數十億個納米顆粒沉積在一個小的傳感器表面上組成的——但是大多數這些傳感器在第一次生產時都不能發揮效應,”麥覺理大學工程學院納米技術實驗室負責人、通訊作者Noushin Nasiri副教授說。
納米粒子通過弱的自然鍵組合成一個網絡,在納米粒子之間留下了太多的間隙,以至于它們無法傳輸電信號,因此傳感器一開始無法工作。大多數納米傳感器要想有效地工作,就必須經過12小時高溫加熱,使納米顆粒層融合,形成通道,讓電子能夠穿過各層,這樣傳感器才能發揮作用。
“熔爐會破壞大多數基于聚合物的傳感器,而含有微小電極的納米傳感器(如納米電子設備中的電極)則會熔化。許多材料目前都不能用來制造傳感器,因為它們不能耐熱,”Nasiri副教授說。
然而,麥考瑞團隊發現的新技術可以繞過這個熱密集型的過程,使得納米傳感器可以由更廣泛的材料制成。
研究人員解釋說,“在傳感層上加入一滴乙醇,而不是將其放入烤箱,將有助于納米顆粒表面的原子四處移動,并且納米顆粒之間的間隙隨著顆粒彼此連接而消失。我們發現,乙醇大大提高了傳感器的效率和響應能力,遠遠超過了加熱12小時后的效果。”
該團隊正在申請這項發現的專利,這有可能在納米傳感器領域引起很大的轟動。
Nasiri副教授說:“我們開發出了一種讓納米傳感器發揮作用的配方,我們用紫外光傳感器和檢測二氧化碳、甲烷、氫氣等的納米傳感器進行了測試,效果都是一樣的。”
“在正確滴入一滴乙醇后,傳感器可以在一分鐘左右就被激活。這就把一個緩慢、高能耗的過程變成了效率高得多的過程。”他補充說。澳大利亞和國際上的一些公司已經與Nasiri副教授接洽,希望與她合作,將這項技術付諸實踐。