Uusi myrkyllisten kaasujen anturi parantaa havaitsemisrajaa

(Nanowerk-uutiset) Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) kehitti myrkyllisen kaasun anturin, jonka herkkyys on maailman suurin. Tämä anturi voi tarkkailla tarkasti typpidioksidia (NO2), myrkyllinen kaasu ilmakehässä, huoneenlämmössä alhainen virrankulutus ja erittäin herkkä. Sitä voidaan soveltaa eri aloilla, kuten jäännöskaasujen havaitsemiseen puolijohteiden valmistusprosessin aikana ja elektrolyysikatalyyttien tutkimukseen. Tulokset on julkaistu v Pienet rakenteet ("Hierarkkisen C-MoS:n MOCVD2 Nanohaarat ppt-tason NO2 Havaitseminen”). Vuorovesiprosessi 3D MoS:n luomiseksi2 nano-oksat. MoS:n rakennemuutos2 3D-puun oksan muotoon voidaan havaita synteesiajan kuluessa. (Kuva: Korea Research Institute of Standards and Science) NO2, joka syntyy fossiilisten polttoaineiden palamisesta korkeassa lämpötilassa ja joka vapautuu pääasiassa autojen pakokaasuista tai tehtaan savusta, lisää osaltaan ilmansaasteiden aiheuttamaa kuolleisuutta. Etelä-Koreassa NO:n vuotuinen keskimääräinen pitoisuus2 Ilmassa on presidentin asetuksella säädetty 30 ppb:ksi (miljardisosaa) tai alhaisemmaksi. Siksi tarvitaan erittäin herkkiä antureita kaasujen tarkkaan havaitsemiseen erittäin alhaisilla pitoisuuksilla. Viime aikoina ihmisille mahdollisesti hengenvaarallisten myrkyllisten kaasujen käyttö on lisääntynyt korkean teknologian teollisuuden, mukaan lukien puolijohteiden valmistuksen, kehityksen vuoksi. Vaikka jotkin laboratoriot ja tehtaat ovat ottaneet käyttöön puolijohdetyyppisiä antureita turvallisuuden vuoksi, haasteena on niiden alhainen vasteherkkyys, minkä vuoksi ne eivät pysty havaitsemaan myrkyllisiä kaasuja, jotka saattavat jopa olla havaittavissa ihmisen nenällä. Herkkyyden lisäämiseksi ne kuluttavat lopulta paljon energiaa, koska niiden on toimittava korkeissa lämpötiloissa. Äskettäin kehitetty anturi, uuden sukupolven puolijohdetyyppinen myrkyllisten kaasujen anturi, joka perustuu kehittyneisiin materiaaleihin, parantaa huomattavasti suorituskykyä ja käytettävyyttä perinteisiin antureihin verrattuna. Erinomaisen herkkyytensä kemiallisille reaktioille ansiosta uusi anturi voi havaita NO2 paljon herkemmin kuin aiemmin raportoidut puolijohdetyyppiset anturit, herkkyys on 60 kertaa suurempi. Lisäksi uusi anturi kuluttaa minimaalisesti tehoa toimiessaan huoneenlämpötilassa, ja sen optimaalinen puolijohteiden valmistusprosessi mahdollistaa laajan alueen synteesin matalissa lämpötiloissa, mikä vähentää valmistuskustannuksia. Avain teknologiaan on MoS:ssa2 KRISSin kehittämä nanohaaramateriaali. Toisin kuin perinteinen 2D-tasainen MoS-rakenne2, tämä materiaali on syntetisoitu 3D-rakenteessa, joka muistuttaa puun oksia, mikä parantaa herkkyyttä. Sen lisäksi, että sillä on tasainen materiaalisynteesi vahvuus suurella alueella, se voi luoda 3D-rakenteen säätämällä raaka-aineen hiilisuhdetta ilman lisäprosesseja. KRISS Semiconductor Integrated Metrology Team on kokeellisesti osoittanut, että heidän kaasuanturinsa voi havaita NO2 ilmakehässä niinkin alhaisina pitoisuuksina kuin 5 ppb. Anturin laskettu tunnistusraja on 1.58 ppt (parts per trilion), mikä merkitsee maailman korkeinta herkkyystasoa. Tämä saavutus mahdollistaa NO:n tarkan seurannan2 ilmakehässä alhaisella virrankulutuksella. Sensori ei ainoastaan ​​säästä aikaa ja kustannuksia, vaan tarjoaa myös erinomaisen resoluution. Sen odotetaan edistävän tutkimusta ilmakehän olosuhteiden parantamisesta havaitsemalla NO:n vuotuiset keskimääräiset pitoisuudet2 ja seurata reaaliaikaisia ​​muutoksia. KRISSin kehittämän erittäin herkän kaasuanturin suorituskyvyn arviointitulokset. (a), (b): NO:n mittaustulokset2 eri pitoisuuksilla osoittavat erinomaista mittausresoluutiota. (c): Yhdenmukaiset mittaustulokset havaittiin NO:n mittauksessa2 toistettiin samalla pitoisuudella, mikä osoittaa korkeaa toistettavuutta ja mittausluotettavuutta. (d): Anturilla oli erinomainen kyky havaita selektiivisesti NO2 useiden häiritsevien kaasujen joukossa. (Kuva: Korea Research Institute of Standards and Science) Toinen tämän tekniikan ominaisuus on sen kyky säätää raaka-aineen hiilipitoisuutta materiaalisynteesivaiheessa, mikä muuttaa sähkökemiallisia ominaisuuksia. Tätä voidaan käyttää kehittämään antureita, jotka pystyvät havaitsemaan muita kaasuja kuin NO2, kuten puolijohteiden valmistusprosessien aikana syntyneet jäännöskaasut. Materiaalin erinomaista kemiallista reaktiivisuutta voidaan myös hyödyntää parantamaan elektrolyysikatalyyttien suorituskykyä vedyn tuotannossa. Dr. Jihun Mun, KRISS Semiconductor Integrated Metrology Teamin vanhempi tutkija, sanoi: "Tämä tekniikka, joka voittaa perinteisten kaasuanturien rajoitukset, ei ainoastaan ​​täytä viranomaisten määräyksiä, vaan myös helpottaa kotimaisten ilmakehän olosuhteiden tarkkaa seurantaa. Jatkamme seurantatutkimusta, jotta tätä tekniikkaa voidaan soveltaa erilaisten myrkyllisten kaasujen antureiden ja katalyyttien kehittämiseen NO:n monitoroinnin lisäksi.2 ilmapiirissä."

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
• PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64326.php