微米和纳米科技材料

能用于潜水艇、矿山和航天器的有前景的纳米传感器

莫斯科国立大学物理系的研究人员们及其同事发现了一种机制,该机制可以使基于纳米金属氧化物晶体的气体传感器在室温下工作。本发明将提高在潜水艇和航天器上的核电站的环境监测的效率。该发现发表在Scientific Reports上(“Green light activated hydrogen sensing of nanocrystalline composite ZnO-In2O3 films at room temperature”)。

能用于潜水艇、矿山和航天器的有前景的纳米传感器

图示为一个氢气传感器(图片:Alexander Ilyin)

科学家提出了一种新的氢气传感器的基本操作原理。与大多数电阻式气体检测器不同,它不需要加热,只需要可见光。这一发现将显著降低传感器的能耗并扩大其感知范围。

莫斯科国立大学物理系博士研究生,该研究的共同作者Alexander Ilyin说到:“这种传感器可以用在爆炸性环境中,也可以安装在移动设备中,而无需构建额外的散热系统。

研究人员们已经发现,基于锌和氧化铟的复合材料可以显著提高传感器对氢气的灵敏度。物理学家们也提出了对所设计的复合材料超敏感性的解释。他们认为,传感器响应机制在于当复合物与氢相互作用时,非平衡电子的产生和重组过程的变化。具有一定结构的复合材料在这些过程中提供了更显著的改变。

传感器样品由纳米晶体铟和氧化锌粉末制成。科学家们采用了透射电子显微镜和X射线衍射研究了其结构和颗粒大小。在新设计的装置中对结构的电学特性和传感器特性进行了研究,其中所需的复合材料温度和氢气浓度得到很好的控制。

获得的结果将使得科学家们能够开发一种新型的电阻式氢气传感器,该传感器无需加热而仅需额外的照明工作。这样的传感器不仅有效地监测工业厂房的环境污染,而且对于封闭设施(潜艇,矿山,航天器)的空气进行持续监测,在那些封闭设施中化学成分稍有变化就可能导致人员伤亡。

原文链接:

httpss://www.nanowerk.com/nanotechnology-news/newsid=48600.php

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