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原子超薄传感器诞生:它可以在室温下工作 检测150万的超低浓度二氧化氮

二氧化氮是由化石燃料驱动的汽车和燃气灶排放的空气污染物,不仅对气候有害,而且对人体健康有害。长期接触二氧化氮会增加呼吸道疾病和感染,如心脏病和哮喘。

二氧化氮无嗅、不可见,因此需要一种特殊的传感器来准确检测有毒气体的浓度。然而,大多数可用的传感器都是能量密集型的,因为它们通常必须在高温下工作才能获得适当的性能。

伯克利实验室和加州大学伯克利分校的研究人员开发的超薄传感器可能是一种解决方案。根据发表在《纳米快报》 (Nano Letters)杂志上的论文,研究小组报告了一种原子薄的“2D”传感器,它可以在室温下工作,因此比传统传感器消耗的功率更少。

研究人员表示,新的2D传感器——由单层铼-铌二硫化物合金制成,这种合金还具有优异的化学特异性和恢复时间。

与其他由石墨烯和其他材料制成的2D器件不同,新的2D传感器对二氧化氮分子有选择性的电反应,但对氨和甲醛等其他有毒气体几乎没有反应。此外,加州大学伯克利分校的博士后学者、目前这项研究的主要作者阿明阿齐兹(Amin Azizi)表示,新的2D传感器至少可以检测到一半的超低浓度二氧化氮。

Azizi说,“一旦基于二硫化钼或碳纳米管的传感器检测到二氧化氮,在室温下可能需要几个小时才能恢复到原来的状态。但是我们的传感器只需要几分钟。”

这种新型传感器不仅超薄,而且灵活透明,是可穿戴环境和健康监测传感器的理想选择。“如果当地环境中的二氧化氮水平超过50ppm,对哮喘患者来说是非常危险的,但目前个人二氧化氮气体传感器并不实用。”阿齐说。然而,如果这种新传感器被集成到智能手机或其他可穿戴电子产品中,它可能会填补这一空白。

翻译/未来经济学家应用信息组