नवीन विषैले गैस सेंसर का पता लगाने की सीमा में सुधार होता है

(नानावरक न्यूज़) कोरिया रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड साइंस (KRISS) ने दुनिया की सबसे अधिक संवेदनशीलता वाला एक जहरीला गैस सेंसर विकसित किया है। यह सेंसर नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO) की सटीक निगरानी कर सकता है2), कम बिजली की खपत और अति-उच्च संवेदनशीलता के साथ कमरे के तापमान पर वातावरण में एक जहरीली गैस। इसे विभिन्न क्षेत्रों में लागू किया जा सकता है, जैसे सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रिया के दौरान अवशिष्ट गैसों का पता लगाना और इलेक्ट्रोलिसिस उत्प्रेरक पर अनुसंधान। निष्कर्षों को प्रकाशित किया गया है छोटी संरचनाएँ (“पदानुक्रमित सी-एमओएस का एमओसीवीडी2 पीपीटी-स्तर संख्या के लिए नैनोब्रांचेस2 पता लगाना"). 3डी MoS बनाने की ज्वारीय प्रक्रिया2 नैनो-शाखाएँ। MoS का संरचनात्मक परिवर्तन2 संश्लेषण समय के दौरान एक 3डी वृक्ष-शाखा आकार में देखा जा सकता है। (छवि: कोरिया रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड साइंस) नहीं2, जो जीवाश्म ईंधन के उच्च तापमान वाले दहन से उत्पन्न होता है और मुख्य रूप से ऑटोमोबाइल निकास या कारखाने के धुएं के माध्यम से उत्सर्जित होता है, वायु प्रदूषण के कारण मृत्यु दर में वृद्धि में योगदान देता है। दक्षिण कोरिया में, NO की वार्षिक औसत सांद्रता2 राष्ट्रपति के आदेश से हवा में 30 पीपीबी (पार्ट्स प्रति बिलियन) या उससे कम का नियमन किया जाता है। इसलिए, अत्यधिक कम सांद्रता पर गैसों का सटीक पता लगाने के लिए अत्यधिक संवेदनशील सेंसर की आवश्यकता होती है। हाल के दिनों में, सेमीकंडक्टर विनिर्माण सहित उच्च तकनीक उद्योगों के विकास के कारण मनुष्यों के लिए संभावित रूप से घातक जहरीली गैसों का उपयोग बढ़ रहा है। जबकि कुछ प्रयोगशालाओं और कारखानों ने सुरक्षा के लिए अर्धचालक-प्रकार के सेंसर अपनाए हैं, चुनौती उनकी कम प्रतिक्रिया संवेदनशीलता में निहित है, जिससे वे जहरीली गैसों का पता लगाने में असमर्थ हो जाते हैं जो मानव नाक के लिए भी समझ में आ सकती हैं। संवेदनशीलता बढ़ाने के लिए, वे अंततः बहुत अधिक ऊर्जा की खपत करते हैं क्योंकि उन्हें उच्च तापमान पर काम करना पड़ता है। नव विकसित सेंसर, उन्नत सामग्रियों पर आधारित अगली पीढ़ी का अर्धचालक-प्रकार का विषाक्त गैस सेंसर, पारंपरिक सेंसर की तुलना में काफी बेहतर प्रदर्शन और उपयोगिता प्रदर्शित करता है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रति अपनी उत्कृष्ट संवेदनशीलता के साथ, नया सेंसर NO का पता लगा सकता है2 पहले बताए गए सेमीकंडक्टर-प्रकार के सेंसरों की तुलना में बहुत अधिक संवेदनशील, यह संवेदनशीलता 60 गुना अधिक है। इसके अलावा, नया सेंसर कमरे के तापमान पर संचालन में न्यूनतम बिजली की खपत करता है, और इसकी इष्टतम अर्धचालक विनिर्माण प्रक्रिया कम तापमान पर बड़े क्षेत्र के संश्लेषण को सक्षम बनाती है, जिससे निर्माण लागत कम हो जाती है। प्रौद्योगिकी की कुंजी MoS में निहित है2 KRISS द्वारा विकसित नैनोब्रांच सामग्री। MoS की पारंपरिक 2डी फ्लैट संरचना के विपरीत2, इस सामग्री को पेड़ की शाखाओं जैसी 3डी संरचना में संश्लेषित किया जाता है, जिससे संवेदनशीलता बढ़ जाती है। एक बड़े क्षेत्र पर समान सामग्री संश्लेषण की अपनी ताकत के अलावा, यह अतिरिक्त प्रक्रियाओं के बिना कच्चे माल में कार्बन अनुपात को समायोजित करके एक 3डी संरचना बना सकता है। KRISS सेमीकंडक्टर इंटीग्रेटेड मेट्रोलॉजी टीम ने प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित किया है कि उनका गैस सेंसर NO का पता लगा सकता है2 वायुमंडल में 5 पीपीबी से भी कम सांद्रता पर। सेंसर की गणना की गई पहचान सीमा 1.58 पीपीटी (प्रति ट्रिलियन भाग) है, जो दुनिया की संवेदनशीलता के उच्चतम स्तर को चिह्नित करती है। यह उपलब्धि NO की सटीक निगरानी को सक्षम बनाती है2 कम बिजली की खपत वाले वातावरण में। सेंसर न केवल समय और लागत बचाता है बल्कि उत्कृष्ट रिज़ॉल्यूशन भी प्रदान करता है। इससे NO की वार्षिक औसत सांद्रता का पता लगाकर वायुमंडलीय स्थितियों में सुधार पर शोध में योगदान मिलने की उम्मीद है2 और वास्तविक समय में परिवर्तनों की निगरानी करना। KRISS द्वारा विकसित अति-संवेदनशील गैस सेंसर के प्रदर्शन मूल्यांकन परिणाम। (ए), (बी): NO के मापन परिणाम2 विभिन्न सांद्रता के साथ उत्कृष्ट माप रिज़ॉल्यूशन प्रदर्शित करता है। (सी): एनओ की माप करते समय लगातार माप परिणाम देखे गए2 उसी सांद्रता के साथ दोहराया गया, जो उच्च प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता और माप विश्वसनीयता को इंगित करता है। (डी): सेंसर ने चयनात्मक रूप से एनओ का पता लगाने की उत्कृष्ट क्षमता प्रदर्शित की2 कई हस्तक्षेप गैसों के बीच। (छवि: कोरिया रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड साइंस) इस तकनीक की एक अन्य विशेषता सामग्री संश्लेषण चरण के दौरान कच्चे माल में कार्बन सामग्री को समायोजित करने की क्षमता है, जिससे विद्युत रासायनिक गुणों में परिवर्तन होता है। इसका उपयोग NO के अलावा अन्य गैसों का पता लगाने में सक्षम सेंसर विकसित करने के लिए किया जा सकता है2, जैसे सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रियाओं के दौरान उत्पन्न अवशिष्ट गैसें। हाइड्रोजन उत्पादन के लिए इलेक्ट्रोलिसिस उत्प्रेरक के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए सामग्री की उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता का भी उपयोग किया जा सकता है। KRISS सेमीकंडक्टर इंटीग्रेटेड मेट्रोलॉजी टीम के एक वरिष्ठ शोधकर्ता डॉ. जिहुन मुन ने कहा, “यह तकनीक, जो पारंपरिक गैस सेंसर की सीमाओं को पार करती है, न केवल सरकारी नियमों को पूरा करेगी बल्कि घरेलू वायुमंडलीय स्थितियों की सटीक निगरानी की सुविधा भी प्रदान करेगी। हम अनुवर्ती अनुसंधान जारी रखेंगे ताकि इस तकनीक को NO की निगरानी से आगे बढ़ाकर विभिन्न जहरीले गैस सेंसर और उत्प्रेरक के विकास पर लागू किया जा सके।2 वातावरण में।"

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• स्रोत: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64326.php