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

Máy phát hiện hóa chất tiêu thụ ít điện năng

Gần 10.000 học sinh được tuyên truyền kiến thức sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả

Sử dụng năng lượng hiệu quả: Cơ hội để doanh nghiệp 'nâng cấp' năng lực sản xuất

Bản quyền thuộc Cục Năng lượng – Dầu khí, Bộ Công Thương