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查尔姆斯理工大学开发出新型光学纳米传感器,可准确检测低浓度二氧化氮

文章来源: cnBeta       发布时间:2019-06-14

6月13日消息,世界卫生组织估计每年全世界有700万人死于空气污染,监测空气质量至关重要。已经有许多方法可以做到这一点,包括地面传感器和在轨卫星。现在,查尔姆斯理工大学的研究人员已经开发出一种新型光学纳米传感器,可以安装在几乎无所不在的路灯上。


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空气污染是一个全球性的健康问题,借助这些小型便携式传感器,可以非常准确地测量危险的排放物,既简单又便宜。这种光学纳米传感器测量空气中低浓度的二氧化氮,精确度与十亿分之一区域。公路车辆排出的废气是二氧化氮空气污染罪魁祸首。即使在低水平,二氧化氮也会对人体造成严重伤害。


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光学纳米传感器测量金属纳米粒子被照射时波长的变化,虽然目前用来检测二氧化氮,但也可以适用于测量空气中的其他气体。这些传感器将安装在哥德堡的街灯上,还将安装在Nordstan购物中心的屋顶上以及铁路隧道建设项目中。开发人员表示,市场上缺乏小型功能性二氧化氮传感器,他们发现这种纳米等离子体解决方案很有趣,并期待测试结果。


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5月30日消息,印度科学研究院(IISc)的研究人员开发了一种高灵敏度,低成本的纳米传感器,可以快速检测一氧化碳(CO)浓度的微小变化,并应用于监测潜在的环境污染。


该团队采用了一种新型的制备技术,省去了由氧化锌构成的蜂窝状纳米结构的工艺,既节约了时间又节省了成本。传感器能够检测到最低CO浓度水平为500亿分之一,即使在存在其他气体的情况下也可选择性地响应CO。非光刻技术还显著地减少了制备纳米结构气体传感器的时间和成本。


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该研究由Chandra Shekhar Prajapati的博士后研究员和Navakanta Bhat,IISc的纳米科学与工程中心(CeNSE)主席和教授以及瑞典KTH皇家理工学院的研究人员共同完成。


研究人员说,该技术的成本明显低于基于光刻的方法。 Prajapati解释道,“您可以在市场上购买这些微米尺寸的聚苯乙烯珠子,价格为4000-5000卢比,可用在数千个传感器上生成纳米结构,与传统的基于光刻技术相比,可以显著降低成本。此外,该过程只需要几分钟,而基于光刻的多步法可能需要几个小时。”


在环境应用方面,气体传感器必须具备高度敏感性(检测非常低的水平)和选择性(在存在其他气体的情况下检测特定气体)等特性。研究人员开发了具有不 同宽度蜂窝壁的传感器,发现宽度最小(〜100nm)的传感器能够检测到CO浓度低至 500亿分之一的变化。当用气体混合物进行测试时,传感器也显示出对CO的明显变化做出响应。


研究人员说,基于聚苯乙烯的方法可用于开发用于类似蜂窝状纳米结构的其他金属氧化物传感器以检测其他气体。 Bhat说:“我们所拥有的是一个通用平台,您可以为不同的金属氧化物半导体传感器做相同的纳米结构。”


Bhat和他的团队多年年一直在开发微型传感器并进行空气质量监测。他们以前开发的一种混合传感器可以同时检测四种不同的气体。


文章来源:cnBeta

注:文章内的所有配图皆为网络转载图片,侵权即删!

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