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這種超薄傳感器可以挽救您的肺部和氣候
來(lái)源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2021/4/7

左:Re0.5Nb0.5S2的雙層和三層區(qū)域的原子分辨率電子顯微鏡圖像,顯示了其堆疊順序。右:實(shí)空間電荷轉(zhuǎn)移圖,顯示了從Re0.5Nb0.5S2到NO2分子的電荷轉(zhuǎn)移。彩色鍵:重新顯示為海軍色;Nb紫羅蘭色;S為黃色;N為綠色;H為灰色;O為藍(lán)色;和C為紅色。圖片來(lái)源:Alex Zettl /伯克利實(shí)驗(yàn)室


二氧化氮是由化石燃料驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)和燃?xì)庠钆欧诺目諝馕廴疚铮粌H對(duì)氣候不利,對(duì)我們的健康也有害。長(zhǎng)期暴露于NO 2與心臟病,哮喘等呼吸道疾病和感染增加有關(guān)。


二氧化氮是無(wú)味且不可見(jiàn)的,因此您需要一個(gè)特殊的傳感器,該傳感器可以準(zhǔn)確地檢測(cè)有害氣體中的有害濃度。但是,當(dāng)前大多數(shù)可用的傳感器都是能源密集型的,因?yàn)樗鼈兺ǔ1仨氃诟邷叵逻\(yùn)行才能獲得合適的性能。


由伯克利實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)伯克利分校的研究人員開(kāi)發(fā)的超薄傳感器可能就是答案。

在發(fā)表于Nano Letters期刊上的論文中,研究小組報(bào)告了一種原子薄的“ 2D”傳感器,該傳感器在室溫下工作,因此比傳統(tǒng)傳感器消耗的功率更少。


研究人員說(shuō),這種新型2D傳感器(由二硫化rh鈮單層合金制成)還具有出色的化學(xué)特異性和恢復(fù)時(shí)間。


與其他由石墨烯等材料制成的2D設(shè)備不同,新型2D傳感器對(duì)二氧化氮分子有選擇性的電響應(yīng),而對(duì)其他有毒氣體(如氨和甲醛)的響應(yīng)卻最小。加州大學(xué)伯克利分校的博士后學(xué)者,本研究的主要作者阿明·阿齊茲說(shuō),此外,新型二維傳感器能夠檢測(cè)出至少十億分之50的超低二氧化氮濃度。


一旦基于二硫化鉬或碳納米管的傳感器檢測(cè)到二氧化氮,則可能需要數(shù)小時(shí)才能在室溫下恢復(fù)到原始狀態(tài)!暗俏覀兊膫鞲衅髦恍枰獛追昼,” Azizi說(shuō)。


新型傳感器不僅超薄,而且靈活,透明,這使其成為可穿戴式環(huán)境和健康監(jiān)測(cè)傳感器的理想之選!叭绻(dāng)?shù)丨h(huán)境中的二氧化氮水平超過(guò)十億分之五十,這對(duì)于患有哮喘的人來(lái)說(shuō)將是非常危險(xiǎn)的,但是目前,個(gè)人二氧化氮?dú)怏w傳感器是不切實(shí)際的! 阿茲茲說(shuō)。他補(bǔ)充說(shuō),如果將其傳感器集成到智能手機(jī)或其他可穿戴電子設(shè)備中,則可以填補(bǔ)這一空白。


伯克利實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員和作者之一穆罕默德·多安(Mehmet Dogan)依靠伯克利實(shí)驗(yàn)室的超級(jí)計(jì)算用戶(hù)設(shè)施國(guó)家能源研究科學(xué)計(jì)算中心(NERSC)的Cori超級(jí)計(jì)算機(jī)從理論上確定了潛在的傳感機(jī)制。


伯克利實(shí)驗(yàn)室材料科學(xué)系的教授,加州大學(xué)伯克利分校的物理學(xué)教授Alex Zettl和Marvin Cohen共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。



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