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澳科学家开创新技术 可极大改进纳米传感器生产方法

2023年08月14日 13:30 PDF版 分享转发
 纳米粒子传感器比人的指甲还小。(图片来源:Macquarie University )
纳米粒子比人的指甲还小。(图片来源:Macquarie University )

2023年8月13日】(希望之声记者启术综合编译) 近期,由麦考瑞大学(Macquarie University)科学家Jayden Chen和副教授Noushin Nasirilin领导的研究团队开创了一种生产纳米传感器的新方法,可显着降低碳密集度,降低成本,提高效率和多功能性,从而大大改进这个价值数万亿美元的全球行业的关键生产流程。

这项新研究发表在最新一期的《先进功能材料》杂志上。论文中说,纳米传感器通常由沉积在小型传感器表面上的数十亿纳米粒子层组成,具有巨大的表面积与体积比,这使得它们对要检测的物质高度敏感。但是,大多数传感器在首次制造时无法工作。因为当纳米颗粒自行组装成一个由弱自然键连接在一起的网络时,可能会在纳米颗粒之间留下太多间隙,导致它们无法传输电信号,传感器无法工作。、

论文提到,只有经过12小时耗时且耗能的加热过程后,纳米传感器才能有效工作。该过程需要使用高温熔炉熔化纳米颗粒层,形成允许电子穿过各层的通道,传感器才能工作。但是,熔炉会破坏大多数基于聚合物的传感器,而含有微小电极的纳米传感器(如纳米中的电极)可能会熔化。这导致目前许多材料不能用于制造传感器,因为它们不能承受这样的高温。

Jayden Chen的团队发明的新技术绕过了这种热密集熔化过程。他们在改进紫外线传感器时意外地找到了一种使用一滴乙醇来处理每个传感器的方法。

当时,Jayden Chen在清洗坩埚时不小心将一些乙醇溅到传感器上,而这通常会毁坏这些敏感设备。但后来他意识到,这些样品的性能优于他们制作的所有其他样品。经过进一步的研究,他发现在传感层上添加一滴乙醇后,纳米颗粒表面的原子能够四处移动,并且随着颗粒相互结合,令纳米颗粒之间的间隙消失。

研究证明,乙醇极大地提高了制造传感器的效率和响应能力,大大超出了将传感器加热12小时后所得到的效果。

论文总结说:这一发现大大拓展了制作纳米传感器材料范围,将来很可能在纳米传感器领域引起巨大轰动。目前,该研究团队正在为这一发现申请专利。

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