Científicos de la Universidad de Southampton, en asociación con el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Japón JAIST, han desarrollado un sensor y un interruptor a base de grafeno que puede detectar la contaminación dañina del aire en el hogar con un consumo de energía muy bajo.
El sensor detecta CO individual 2 moléculas y moléculas de gas de compuestos orgánicos volátiles COV que se encuentran en materiales de construcción e interiores, muebles e incluso artículos para el hogar, que afectan negativamente nuestra vida en casas modernas con buen aislamiento.
Estos gases químicos nocivos tienen niveles bajos de concentraciones de ppb partes por mil millones y son extremadamente difíciles de detectar con la tecnología actual de sensores ambientales, que solo puede detectar concentraciones de partes por millón ppm.
En los últimos años, ha habido un aumento en los problemas de salud debido a la contaminación del aire en los espacios personales, conocido como síndrome del edificio enfermo SBS, junto con otras afecciones, como los síndromes de automóviles enfermos y escuelas enfermas.
El grupo de investigación, dirigido por el profesor Hiroshi Mizuta, quien tiene una cita conjunta en la Universidad de Southampton y JAIST, y el Dr. Jian Sun y el profesor asistente Manoharan Muruganathan de JAIST, desarrollaron el sensor para detectar CO individual 2 moléculas adsorbidas el enlace de las moléculas de un gas a una superficie sobre el grafeno suspendido lámina atómica única de átomos de carbono dispuestos en una estructura reticular de cristal hexagonal tipo panal, uno por uno, aplicando un campo eléctrico a través de la estructura.
Al monitorear la resistencia eléctrica del haz de grafeno, los procesos de adsorción y desorción mediante el cual se libera una sustancia desde o a través de una superficie de CO individual 2 las moléculas en el grafeno se detectaron como cambios "cuantizados" en la resistencia aumento o disminución gradual de la resistencia. En el estudio, publicado hoy en Avances científicos , la revista de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia AAAS, un pequeño volumen de CO 2 se liberó gas equivalente a una concentración de aproximadamente 30 ppb y el tiempo de detección fue de solo unos minutos.
El profesor Mizuta dijo: "En contraste con las herramientas de monitoreo ambiental disponibles comercialmente, esta tecnología de detección extrema nos permite realizar una miniaturización significativa, lo que resulta en una reducción de peso y costo además de la notable mejora en el límite de detección desde los niveles de ppm hastaniveles de ppb ".
Los miembros del grupo de investigación, el Dr. Harold Chong de Southampton y el Dr. Marek Schmidt y el Dr. Jian Sun de JAIST, también han desarrollado recientemente interruptores basados en grafeno publicado en la edición de marzo de nanoescala , el diario de la Royal Society of Chemistry usando una película delgada única desarrollada en la Universidad de Southampton.
Los interruptores, que requieren voltajes notablemente bajos por debajo de tres voltios, se pueden usar para alimentar componentes electrónicos bajo demanda, mejorando en gran medida la vida útil de la batería de los dispositivos electrónicos personales.
El profesor Mizuta y el grupo de investigación ahora apuntan a unir las dos tecnologías para crear sistemas de sensores ambientales de ultra baja potencia que puedan detectar moléculas individuales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Southampton . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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