这种新型超薄传感器可以拯救你的肺部,也可以拯救气候

健身传感器跟踪器概念

新的2D传感器是灵活透明的,使技术可能是可穿戴环境和健康监测传感器的候选者。

由伯克利实验室和UC Berkeley开发的科学家开发的原子薄设备可以将智能手机转换成超级气体传感器。

二氧化氮,化石燃料动力汽车和燃气炉发出的空气污染物对气候不仅糟糕 - 这对我们的健康也很糟糕。长期暴露不2已经与增加的心脏病,呼吸系统疾病,如哮喘,和感染有关

二氧化氮既无臭又看不见,所以你需要一种特殊的传感器,才能准确检测出有毒气体的有害浓度。但目前大多数可用的传感器都是能源密集型的,因为它们通常必须在高温下工作才能获得合适的性能。

由来自Berkeley Lab和UC Berkeley的研究人员团队开发的超薄传感器可能是答案。

在他们的论文中发表在期刊上纳米快报,研究团队报告了一个原子上薄的“2D”传感器,可在室温下工作,从而消耗比传统传感器更低的功率。

研究人员说,新的2D传感器 - 由单层构建合金铌二硫化铌 - 也有卓越的化学特异性和恢复时间。

双层三层传感器

左:原子分辨率电子显微镜图像的双层和三层区域的RE0.5nb0.5s2揭示其堆叠顺序。右:实时电荷转移图,显示从RE0.5nb0.5s2到NO2分子的电荷转移。彩色键:在海军中显示;紫罗兰的NB;s黄色;n绿色;h在灰色;o蓝色;和c红色。信用:Alex Zettl / Berkeley Lab

与其他2D设备不同,如图所示的材料制成石墨烯,新的2D传感器可选择性地电响应二氧化氮分子,对其他有毒气体如氨和甲醛的响应最小。此外,新的2D传感器能够检测到当前研究的博士学位的博士生学者莫林阿齐齐的超大二氧化氮的超级二氧化氮浓度至少为50‰。

一旦基于二硫化钼或碳纳米管的传感器检测到二氧化氮,它可能需要几个小时才能在室温下恢复到原始状态。“但我们的传感器只需要几分钟,”阿齐兹说。

新传感器不仅仅是超薄 - 它也是灵活透明的,这使其成为可穿戴环境和健康监测传感器的伟大候选者。“如果当地环境中的二氧化氮水平超过每十亿份,这对于具有哮喘的人来说,这可能是非常危险的,但现在,个人氮气气体传感器是不切实际的。”阿齐齐说。他补充说,如果集成在智能手机或其他可穿戴电子设备中,他们的传感器可以填补这种差距。

参考:“高性能原子薄室温无2传感器“由Amin Azizi,Mehmet Dogan,Hu Long,Jeffrey D. Cain,Kyunghoon Lee,Rahmatollah Eskandari,Alessandro Varieschi,Emily C. Glazer,Marvin L.Cohen和Alex Zettl,19月17日2020年7月17日,纳米快报
DOI: 10.1021 / acs.nanolett.0c02221

伯克利实验室博士后研究员和合著者Mehmet Dogan依靠国家能源研究科学计算中心(NERSC)的Cori超级计算机,伯克利实验室的超级计算用户设备,从理论上识别潜在的传感机制。

亚历克斯·泽特尔(Alex Zettl)和马文·科恩(Marvin Cohen)是伯克利实验室材料科学部的教员科学家,也是加州大学伯克利分校的物理学教授,他们共同领导了这项研究。

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