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这种超薄传感器可以挽救您的肺部和气候
来源:赛斯维传感器网 发表于 2021/4/7

左:re0.5nb0.5s2的双层和三层区域的原子分辨率电子显微镜图像,显示了其堆叠顺序。右:实空间电荷转移图,显示了从re0.5nb0.5s2到no2分子的电荷转移。彩色键:重新显示为海军色;nb紫罗兰色;s为黄色;n为绿色;h为灰色;o为蓝色;和c为红色。图片来源:alex zettl /伯克利实验室


二氧化氮是由化石燃料驱动的汽车和燃气灶排放的空气污染物,不仅对气候不利,对我们的健康也有害。长期暴露于no 2与心脏病,哮喘等呼吸道疾病和感染增加有关。


二氧化氮是无味且不可见的,因此您需要一个特殊的传感器,该传感器可以准确地检测有害气体中的有害浓度。但是,当前大多数可用的传感器都是能源密集型的,因为它们通常必须在高温下运行才能获得合适的性能。


由伯克利实验室和加州大学伯克利分校的研究人员开发的超薄传感器可能就是答案。

在发表于nano letters期刊上的论文中,研究小组报告了一种原子薄的“ 2d”传感器,该传感器在室温下工作,因此比传统传感器消耗的功率更少。


研究人员说,这种新型2d传感器(由二硫化rh铌单层合金制成)还具有出色的化学特异性和恢复时间。


与其他由石墨烯等材料制成的2d设备不同,新型2d传感器对二氧化氮分子有选择性的电响应,而对其他有毒气体(如氨和甲醛)的响应却最小。加州大学伯克利分校的博士后学者,本研究的主要作者阿明·阿齐兹说,此外,新型二维传感器能够检测出至少十亿分之50的超低二氧化氮浓度。


一旦基于二硫化钼或碳纳米管的传感器检测到二氧化氮,则可能需要数小时才能在室温下恢复到原始状态。“但是我们的传感器只需要几分钟,” azizi说。


新型传感器不仅超薄,而且灵活,透明,这使其成为可穿戴式环境和健康监测传感器的理想之选。“如果当地环境中的二氧化氮水平超过十亿分之五十,这对于患有哮喘的人来说将是非常危险的,但是目前,个人二氧化氮气体传感器是不切实际的。” 阿兹兹说。他补充说,如果将其传感器集成到智能手机或其他可穿戴电子设备中,则可以填补这一空白。


伯克利实验室的博士后研究员和作者之一穆罕默德·多安(mehmet dogan)依靠伯克利实验室的超级计算用户设施国家能源研究科学计算中心(nersc)的cori超级计算机从理论上确定了潜在的传感机制。


伯克利实验室材料科学系的教授,加州大学伯克利分校的物理学教授alex zettl和marvin cohen共同领导了这项研究。



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