Новий датчик токсичних газів покращує межу виявлення

(Новини Nanowerk) Корейський науково-дослідний інститут стандартів і науки (KRISS) розробив датчик токсичних газів із найвищою у світі чутливістю. Цей датчик може точно контролювати діоксид азоту (NO2), токсичний газ в атмосфері при кімнатній температурі з низьким енергоспоживанням і надвисокою чутливістю. Його можна застосовувати в різних галузях, таких як виявлення залишкових газів під час процесу виробництва напівпровідників і дослідження каталізаторів електролізу. Висновки були опубліковані в Малі споруди (“MOCVD ієрархічної C-MoS2 Наногілки для ppt-Level NO2 виявлення»). Приливний процес для створення 3D MoS2 нано-гілки. Структурні перетворення MoS2 у тривимірну форму гілки дерева можна спостерігати протягом часу синтезу. (Зображення: Корейський науково-дослідний інститут стандартів і науки) НІ2, що утворюється в результаті високотемпературного згоряння викопного палива і в основному виділяється через автомобільні вихлопи або фабричний дим, сприяє збільшенню смертності через забруднення повітря. У Південній Кореї середньорічна концентрація NO2 у повітрі має бути 30 ppb (часток на мільярд) або нижче згідно з указом президента. Тому для точного виявлення газів у надзвичайно низьких концентраціях потрібні високочутливі датчики. Останнім часом використання токсичних газів, які є потенційно смертельними для людини, зростає завдяки розвитку високотехнологічних галузей промисловості, включаючи виробництво напівпровідників. У той час як деякі лабораторії та фабрики використовують датчики напівпровідникового типу для безпеки, проблема полягає в їхній низькій чутливості, через що вони не можуть виявляти токсичні гази, які навіть може відчути людський ніс. Щоб підвищити чутливість, вони зрештою споживають багато енергії, оскільки повинні працювати при високих температурах. Нещодавно розроблений датчик, напівпровідниковий датчик токсичних газів наступного покоління на основі передових матеріалів, демонструє значно покращену продуктивність і зручність використання порівняно зі звичайними датчиками. Завдяки винятковій чутливості до хімічних реакцій новий датчик може виявляти NO2 набагато чутливіше, ніж раніше повідомлялося про датчики напівпровідникового типу, чутливість у 60 разів вища. Крім того, новий датчик споживає мінімальну енергію, працюючи при кімнатній температурі, а його оптимальний процес виробництва напівпровідників дозволяє синтезувати велику площу при низьких температурах, тим самим знижуючи витрати на виготовлення. Ключ до технології лежить у MoS2 нанорозгалужений матеріал, розроблений KRISS. На відміну від звичайної двовимірної плоскої структури MoS2, цей матеріал синтезований у тривимірній структурі, що нагадує гілки дерева, що підвищує чутливість. Крім міцності рівномірного синтезу матеріалу на великій площі, він може створювати тривимірну структуру, регулюючи співвідношення вуглецю в сировині без додаткових процесів. Інтегрована метрологічна група KRISS Semiconductor експериментально продемонструвала, що їхній газовий датчик може виявляти NO2 в атмосфері в концентраціях до 5 ppb. Обчислена межа виявлення датчика становить 1.58 ppt (частинок на трильйон), що є найвищим у світі рівнем чутливості. Це досягнення дозволяє точно контролювати NO2 в атмосфері з низьким енергоспоживанням. Датчик не тільки економить час і кошти, але й пропонує відмінну роздільну здатність. Очікується, що це сприятиме дослідженням щодо покращення атмосферних умов шляхом виявлення середньорічних концентрацій NO2 і моніторинг змін у реальному часі. Результати оцінки продуктивності надчутливого датчика газу, розробленого KRISS. (a), (b): Результати вимірювання NO2 з різними концентраціями демонструють відмінну роздільну здатність вимірювань. (c): Послідовні результати вимірювань спостерігалися при вимірюванні NO2 з тією ж концентрацією повторювали, що свідчить про високу відтворюваність і надійність вимірювання. (d): Датчик продемонстрував чудову здатність вибірково виявляти NO2 серед кількох інтерференційних газів. (Зображення: Корейський науково-дослідний інститут стандартів і науки) Іншою характеристикою цієї технології є її здатність регулювати вміст вуглецю в сировині на етапі синтезу матеріалу, таким чином змінюючи електрохімічні властивості. Це можна використати для розробки датчиків, здатних виявляти гази, відмінні від NO2, як-от залишкові гази, що утворюються під час процесів виробництва напівпровідників. Чудова хімічна реакційна здатність матеріалу також може бути використана для підвищення продуктивності каталізаторів електролізу для виробництва водню. Доктор Джихун Мун, старший науковий співробітник інтегрованої метрологічної групи KRISS Semiconductor, сказав: «Ця технологія, яка долає обмеження звичайних газових датчиків, не тільки відповідатиме державним нормам, але й полегшить точний моніторинг домашніх атмосферних умов. Ми продовжимо подальші дослідження, щоб цю технологію можна було застосувати для розробки різних датчиків токсичних газів і каталізаторів, виходячи за межі моніторингу NO2 в атмосфері».

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64326.php