Máy phát hiện hóa chất tiêu thụ ít điện năng

18/09/2013

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore đã chế tạo máy phát hiện hóa chất tiêu thụ ít điện năng

Không giống với nhiều máy phát hiện hóa chất thông thường cần có một nguồn điện từ bên ngoài, các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore, Hoa Kỳ, đã phát triển một cảm biến nano dựa vào các dây nano bán dẫn chứ không phải các ắc quy truyền thống.

Thiết bị mới khắc phục nhu cầu về điện năng của các cảm biến thông thường và còn đơn giản, có độ nhạy cao và có khả năng phát hiện nhanh nhiều loại phân tử khác nhau. Việc chế tạo thiết bị này là bước đầu tiên để tạo ra một cảm biến hóa học dễ dàng sử dụng tại chiến trường.

Yinmin Morris Wang và các cộng sự Daniel Aberg, Paul Erhart, Nipun Misra, Aleksandr Noy và Alex Hamza tại Phòng thí nghiệm Lawrence Livermore cùng với các cán bộ tại Đại học Khoa học và công nghệ Thượng Hải đã chế tạo những chiếc máy phát hiện hóa chất tiêu thụ ít điện năng thế hệ mới sử dụng các dây nano bán dẫn một chiều. Các cảm biến nano lợi dụng sự tương tác duy nhất giữa các loại hóa chất với bề mặt dây nano bán dẫn kích thích tích điện giữa 2 đầu dây nano hoặc giữa các dây nano đã tiếp xúc và dây nano chưa tiếp xúc (exposed and unexposed nanowire). Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm các cảm biến tiêu thụ ít điện năng nhờ các loại nền (platform) khác nhau, đó là nền chì oxit và nền silicon bằng cách sử dụng dung môi etanol làm tác nhân thử nghiệm. Trong cảm biến chì oxit, nhóm nghiên cứu đã phát hiện thấy sự thay đổi điện áp giữa 2 đầu dây nano khi một lượng nhỏ etanol được đặt trên máy phát hiện.

Wang cho biết sự gia tăng tín hiệu điện gần như xuất hiện gần như tức thì và giảm dần khi etanol bốc hơi. Tuy nhiên, khi nhóm nghiên cứu đặt một ít dung môi hexan lên thiết bị, thì thấy xuất hiện điện áp nhỏ, chứng tỏ cảm biến nano phản ứng có chọn lọc với nhiều loại phân tử dung môi. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng hơn 15 loại dung môi hữu cơ và thấy điện áp với mỗi dung môi lại khác nhau. Wang cho rằng đặc điểm này giúp các cảm biến nano có thể phát hiện ra nhiều loại hóa chất khác nhau và hàm lượng của chúng. Phản ứng với nhiều loại dung môi khác nhau hơi giống như khi nhóm nghiên cứu làm thử nghiệm với các cảm biến nano silicon. Tuy nhiên, điện áp giảm khi dung môi bốc hơi lại rất khác so với các cảm biến chì oxit. Bước tiếp theo nhóm nghiên cứu sẽ thử nghiệm các cảm biến với những phân tử phức tạp hơn như các phân tử từ chất nổ và các hệ thống sinh học.

Theo https://www.llnl.gov/news

Cùng chuyên mục

Điện khí hóa lò cao tiết kiệm năng lượng trong sản xuất thép

07/11/2024

Công nghệ tiết kiệm năng lượng cho trung tâm dữ liệu 11/10/2024
Vật liệu thông minh tiết kiệm năng lượng 03/10/2024
Vải thông minh chuyển nhiệt cơ thể thành năng lượng 27/08/2024
Tủ lạnh tích hợp AI giúp người tiêu dùng tiết kiệm năng lượng 05/08/2024

ISO 50001 – công cụ đắc lực cho tổ chức, doanh nghiệp duy trì hệ thống quản lý năng lượng 30/07/2024

ISO 50001 được phát triển dựa trên mô hình hệ thống quản lý cải tiến liên tục. Mô hình này đã được sử dụng cho các tiêu chuẩn nổi tiếng khác như ISO 9001 hoặc ISO 14001. Điều này giúp các tổ chức dễ dàng tích hợp quản lý năng lượng vào các nỗ lực chung của họ để cải thiện chất lượng và quản lý môi trường.
Một số giải pháp nâng cao hiệu suất của hệ thống lò hơi công nghiệp sử dụng nhiên liệu rắn hoặc khí 22/07/2024

Lò hơi công nghiệp đốt nhiên liệu rắn và khí được sử dụng rộng rãi để cung cấp hơi bão hòa cho quá trình sản xuất. Việc sử dụng nhiên liệu rắn có thành phần và độ ẩm khác nhau ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và chi phí sản xuất nhiệt.
Ứng dụng giải pháp ERV nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong các tòa nhà 12/07/2024

Các hệ thống HVAC thường chiếm lượng tiêu thụ năng lượng lớn nhất trong tổng tiêu thụ năng lượng của tòa nhà.
Lớp phủ kính giúp giảm nhiệt và tiết kiệm năng lượng 21/05/2024

Được hỗ trợ bởi vật lý lượng tử và học máy, các nhà nghiên cứu đã phát triển một lớp phủ kính trong suốt cho phép ánh sáng đi vào nhưng ngăn chặn tia cực tím và tia hồng ngoại sinh nhiệt. Lớp phủ không chỉ làm giảm nhiệt độ phòng mà còn giảm mức tiêu thụ năng lượng liên quan đến làm mát, bất kể thời điểm và thời tiết.
Công nghệ thông minh tiết kiệm điện cho hệ thống chiếu sáng đô thị 17/05/2024

Hà Nội đã quan tâm dành nhiều nguồn lực đầu tư cho chiếu sáng công cộng, từng bước đầu tư, lắp đặt hệ thống chiếu sáng hiện đại, tạo bộ mặt đô thị thông minh.
Phổ biến các tiêu chuẩn quốc gia về hệ thống quản lý năng lượng 04/05/2024

Ngày 25/04/2024, tại TP. Hồ Chí Minh, Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam phối hợp với Dự án IEEP, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh tổ chức Hội nghị phổ biến các tiêu chuẩn quốc gia về Hệ thống quản lý năng lượng (HTQLNL).
Việt Nam làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia, tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng 09/04/2024

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ lọc hóa dầu - Bộ Công Thương đã nghiên cứu thành công phụ gia ECOAL giúp tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng thông qua việc tiết giảm chi phí năng lượng và giảm phát thải khí ô nhiễm cho cho lò đốt trong công nghiệp sử dụng than.