 Инженеры сочетали инновационную оптическую технологию с нанокомпозитными тонкими пленками, чтобы создать новый тип датчика, который имеет является недорогим, быстрым, имеет высокую чувствительность и способен обнаруживать и анализировать широкий спектр газов.
Технология может найти применение во всех сферах, от экологического мониторинга до безопасности в аэропортах или для тестирования алкоголя в крови. Датчик особенно подходит для обнаружения двуокиси углерода, и может быть полезен в промышленных приложениях или систем, предназначенных для хранения двуокиси углерода под землей, в качестве одного из подходов для снижения выбросов парниковых газов.
Университет штата Орегон подал заявку на патент для изобретения, разработанного в сотрудничестве с учеными из Национальной лаборатории энергетических технологий или Министерства энергетики США, и при поддержке этого агентства.
Университетские исследователи в настоящее время ищут промышленных коллаборационистов для совершенства и продвижения коммерциализации системы.
«Оптический зондирования является очень эффективным для отслеживания и идентификации газов, но часто использует большие лабораторные приборы, которые являются очень дорогими и не могут легко перемещаться» сказал Алан Ван, доцент школа электротехники и компьютерных наук.
«Напротив, мы используем оптические подходы, которые могут быть маленькими, портативными и недорогими», сказал Ван. «Эта система использует плазмонные нанокристаллы, которые действуют как крошечные линзы, чтобы сосредоточить световую волну и увеличить чувствительность».
Этот подход сочетается с металлоорганическими рамками тонких пленок, которые могут быстро адсорбировать газы в порах материала, и быть переработанными с помощью простых вакуумных процессов. После того, как тонкая пленка фиксирует молекулы газа вблизи поверхности, плазмонные материалы действуют в ближнем инфракрасном диапазоне, помогают увеличить сигнал и точно проанализируют наличие и количество различных газов.
«Работая в ближнем инфракрасном диапазоне и используя эти плазмонные нанокристаллы, мы видим порядок увеличения величины чувствительности», сказал Чжи-хун Чан, профессор ОГУ химического машиностроения. «Этот тип датчика должен быть в состоянии быстро и точно сказать, какие газы присутствуют и в каком количестве».
Эта скорость, точность, мобильность и низкая стоимость, по словам исследователей, должны позволить инструментам быть использованными для достижения многих целей. Пищевая промышленность, для примера, использует углекислый газ в хранилищах овощей и фруктов, и это газ должен быть на определенных уровнях.
Обнаружение газа может быть ценным в поиске взрывчатых веществ, и новых технологии, подобные этой, могут найти применение в аэропорту или пограничной безопасности. Различные газы, должны быть проверены в экологических исследованиях. Также могут быть и другие виды применений в сфере здравоохранения, для оптимальной функции автомобильных двигателей, и предотвращения утечки природного газа.
|
