Az új mérgezőgáz-érzékelő javítja az észlelési határt

(Nanowerk News) A Koreai Szabványügyi és Tudományos Kutatóintézet (KRISS) a világ legnagyobb érzékenységű mérgezőgáz-érzékelőjét fejlesztette ki. Ez az érzékelő pontosan tudja figyelni a nitrogén-dioxidot (NO2), mérgező gáz a légkörben, szobahőmérsékleten alacsony energiafogyasztással és rendkívül nagy érzékenységgel. Különböző területeken alkalmazható, mint például a félvezető gyártási folyamat során visszamaradt gázok kimutatása és az elektrolízis katalizátorok kutatása. Az eredményeket ben tették közzé Kis szerkezetek („A hierarchikus C-MoS MOCVD-je2 Nanoágak a ppt-szinthez NO2 Érzékelés"). Árapály-folyamat a 3D MoS létrehozásához2 nano-ágak. A MoS szerkezeti átalakulása2 3D-s faág alakzattá alakulása figyelhető meg a szintézis ideje alatt. (Kép: Koreai Szabványügyi és Tudományos Kutatóintézet) NO2A fosszilis tüzelőanyagok magas hőmérsékleten történő elégetésével keletkező, és elsősorban az autók kipufogógázai vagy a gyári füst által kibocsátott anyag hozzájárul a légszennyezés miatti halálozás növekedéséhez. Dél-Koreában az éves átlagos NO koncentráció2 a levegőben 30 ppb-re (parts per milliárd) vagy alacsonyabbra szabályozzák elnöki rendelettel. Ezért rendkívül érzékeny érzékelőkre van szükség a rendkívül alacsony koncentrációjú gázok pontos észleléséhez. Az utóbbi időben a mérgező gázok használata, amelyek potenciálisan végzetesek lehetnek az emberre nézve, a csúcstechnológiás iparágak fejlődésének köszönhetően, beleértve a félvezetőgyártást is, nőtt. Míg egyes laboratóriumok és gyárak félvezető típusú érzékelőket alkalmaztak a biztonság érdekében, a kihívás az alacsony reakcióérzékenységükben rejlik, így nem képesek kimutatni a mérgező gázokat, amelyek akár az emberi orr számára is érzékelhetők. Az érzékenység növelése érdekében végül sok energiát fogyasztanak, mert magas hőmérsékleten kell működniük. Az újonnan kifejlesztett érzékelő, egy új generációs félvezető típusú mérgezőgáz-érzékelő, amely fejlett anyagokon alapul, és jelentősen jobb teljesítményt és használhatóságot mutat a hagyományos érzékelőkhöz képest. A kémiai reakciókra való kiemelkedő érzékenységével az új érzékelő képes a NO kimutatására2 sokkal érzékenyebb, mint a korábban közölt félvezető típusú érzékelők, ez az érzékenység 60-szor nagyobb. Ezenkívül az új szenzor szobahőmérsékleten minimális energiát fogyaszt, és optimális félvezető-gyártási folyamata lehetővé teszi a nagy felületű szintézist alacsony hőmérsékleten, ezáltal csökkentve a gyártási költségeket. A technológia kulcsa a MoS-ben rejlik2 KRISS által kifejlesztett nanoelágazó anyag. Ellentétben a MoS hagyományos 2D lapos szerkezetével2, ezt az anyagot egy faágakra emlékeztető 3D-s szerkezetben szintetizálják, ezáltal fokozva az érzékenységet. A nagy felületen egyenletes anyagszintézis erőssége mellett a nyersanyag szénarányának beállításával 3D struktúrát tud létrehozni további eljárások nélkül. A KRISS Semiconductor Integrated Metrology Team kísérletileg bebizonyította, hogy a gázérzékelőjük képes a NO kimutatására2 a légkörben már 5 ppb koncentrációban. Az érzékelő számított érzékelési határa 1.58 ppt (parts per billió), ami a világ legmagasabb érzékenységi szintjét jelzi. Ez az eredmény lehetővé teszi az NO precíz monitorozását2 alacsony fogyasztású légkörben. Az érzékelő nemcsak időt és költséget takarít meg, hanem kiváló felbontást is kínál. Várhatóan hozzájárul a légköri viszonyok javítását célzó kutatásokhoz azáltal, hogy kimutatja az éves átlagos NO koncentrációt2 és valós idejű változások figyelése. A KRISS által kifejlesztett ultra-érzékeny gázérzékelő teljesítményértékelési eredményei. (a), (b): NO mérési eredményei2 különböző koncentrációkkal kiváló mérési felbontást mutatnak. (c): A NO mérése során konzisztens mérési eredményeket tapasztaltunk2 azonos koncentrációval megismételtük, ami magas reprodukálhatóságra és mérési megbízhatóságra utal. (d): Az érzékelő kiváló képességet mutatott a NO szelektív kimutatására2 több interferenciagáz között. (Kép: Koreai Szabványügyi és Tudományos Kutatóintézet) Ennek a technológiának egy másik jellemzője, hogy az anyagszintézis szakaszában képes beállítani a nyersanyag széntartalmát, megváltoztatva ezzel az elektrokémiai tulajdonságokat. Ez felhasználható olyan érzékelők fejlesztésére, amelyek képesek a NO-tól eltérő gázok érzékelésére2, mint például a félvezető gyártási folyamatok során keletkező maradék gázok. Az anyag kiváló kémiai reakcióképessége felhasználható a hidrogén előállítására szolgáló elektrolízis katalizátorok teljesítményének javítására is. Dr. Jihun Mun, a KRISS Semiconductor Integrated Metrology Team vezető kutatója elmondta: „Ez a technológia, amely legyőzi a hagyományos gázérzékelők korlátait, nemcsak megfelel a kormányzati előírásoknak, hanem megkönnyíti a hazai légköri viszonyok pontos megfigyelését is. Folytatjuk a nyomon követési kutatásokat annak érdekében, hogy ezt a technológiát különböző mérgezőgáz-érzékelők és katalizátorok fejlesztésére lehessen alkalmazni, túlmutatva az NO monitorozásán.2 a légkörben.”

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• PlatoHealth. Biotechnológiai és klinikai vizsgálatok intelligencia. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64326.php