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下一代传感器使用最新一氧化碳测量方法

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发表于 2016-10-12 06:33:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
为一种有毒和污染性气体,一氧化碳在空气中的检测一直都是一个大问题。其主要来源于含碳物质的不充分燃烧过程中,比如烹饪用的燃气和汽油。由于一氧化碳无色无味,因此很难被人察觉到。长期以来,科学家们从未停止对能够测量一氧化碳浓度的传感器的研究。几个月前,一个来自日本冲绳科学技术大学院大学(OIST)和法国图卢兹大学的联合团队组找到了一种新的测量方法。9 ^+ g6 u& `. C" a6 d7 E3 B

5 U% }/ H0 l  T9 b集成在微型加热膜片上的铜体和氧化铜纳米细丝结构图8 x, E5 f. h& @# |' `/ g& y
  
' M! E9 W( I5 U5 D; s为了能够对一氧化碳进行测量,研究人员选用了极其细微的氧化铜纳米丝线,通过氧化铜与一氧化碳发生化学反应产生电信号,从而得到一氧化碳的浓度。4 _. S. K: d) J) v+ e
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据悉,这些参与反应的纳米丝线都非常细,仅相当于人头发的1/1000左右。而一旦使用了氧化铜细丝,有两个不得不解决问题挡在了小组成员的面前。一是纳米丝线如何集成到可足以供人操作设备(传感器件)中和简单大量生产的问题;另一个就是如何控制传感器件设备中纳米丝线数量和位置。目前,他们的相关的研究和成果发表在《ACS Sensors》上。+ m2 T$ }5 Z$ H$ O, S
  
5 t5 x8 G* e" d: ?  o“要想得到氧化铜纳米细丝,就需要对两个相邻铜体微型结构进行加热,然后这些纳米细丝就会从这一对微结构上‘生长’出来,并逐步在缝隙间延伸。”Steinhauer博士解释说,“我们将铜体集成在一个微型的‘电炉’上进行加热,这个由图卢兹大学研发的微型加热炉实际上是一个薄膜片,能够在极低功耗下将温度升高到几百摄氏度。”& p9 z4 g, ?. ]6 L
  
- w: n, G' U- W. D. A得益于这个微型“电炉”,研究人员能够在极大程度上控制纳米细丝的数量和位置,并且得到细丝上关于电信号的数据。
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最终的测试结果显示,该装置具有令人意想不到的灵敏度,能够探测到极低浓度下的一氧化碳。“将采用氧化铜纳米细丝和微型加热膜的一氧化碳传感器小型化,这是发展下一代气体传感器的第一步。”团队中另一名成员Sowwan教授评论道,“与其他测量技术相比,我们所研发的这种方式不仅成本低,而且适合进行大批量生产。
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