Репортаж от Wedoany，22 июля исследовательская группа Ван Вэня из Института акустики Китайской академии наук успешно разработала новый датчик, способный с высокой чувствительностью обнаруживать диоксид азота при комнатной температуре. Соответствующие результаты исследования были опубликованы в журнале «Nano Research».
Диоксид азота — распространённый вредный газ в промышленных и автомобильных выхлопах, представляющий потенциальную опасность для дыхательных путей человека и экологической среды. Традиционные датчики диоксида азота обычно требуют нагрева до высоких температур для достижения высокой чувствительности, что сопряжено с такими проблемами, как высокое энергопотребление и ограниченная стабильность. Технология обнаружения следовых количеств газов, стабильно работающая при комнатной температуре, всегда была ключевым направлением исследований в области экологического мониторинга.
Команда Ван Вэня инновационно объединила нанокластеры платины с технологией устройств на поверхностных акустических волнах, синтезировав кластеры платины со средним размером около 2,4 нм, равномерно нанесённые на поверхность оксида графена в качестве чувствительного слоя и интегрированные в устройство линии задержки на поверхностных акустических волнах. Когда молекулы диоксида азота захватываются чувствительным слоем, это вызывает перенос электронов, и устройство на поверхностных акустических волнах преобразует процесс адсорбции в измеримый электрический сигнал за счёт эффектов массовой нагрузки и акустоэлектрической связи.
Экспериментальные данные показывают, что при комнатной температуре датчик способен обнаруживать диоксид азота в концентрации до 20 ppb, с чувствительностью 45,4 мВ/ppm, теоретическим пределом обнаружения около 6 ppb и временем отклика примерно 50 секунд. Устройство демонстрирует хорошую селективность по отношению к таким распространённым мешающим газам, как водород, аммиак и метан, сохраняя 90,5% первоначальной производительности после 30 дней хранения, а также обладает хорошей воспроизводимостью и долговременной стабильностью.
Ван Вэнь отметил, что это исследование предлагает новый подход к разработке низкопотребляющих, высокочувствительных газовых датчиков, работающих при комнатной температуре, и может сыграть важную роль в таких областях, как мониторинг качества воздуха и безопасность промышленного производства.
