Une nouvelle étude à l'université de Nebraska-Lincoln dit que fixer un ruban comme une forme d'ADN sur un capteur de gaz peut améliorer sa sensibilité de détection bien supérieure à tous les matériaux de carbone connus.
L'équipe a mis au point une nouvelle forme de nanobits à base de graphène, dans laquelle la structure du graphène était un nid d'abeille bidimensionnel composé d'atomes de carbone, lorsque les chercheurs ont intégré les films constitués de nanobilles dans le circuit du capteur de gaz, Le capteur (même le matériau à base de carbone avec la meilleure performance) Les capteurs avec des films minces nanofilm ont une réponse environ 100 fois plus élevée que les molécules.
Chimique Professeur associé Alexander Sinitskii Nebraska mentionné: étudié en fonction du capteur avant d'autres matériaux à base de carbone, tels que le graphène et graphène test capteur à base d'oxyde de graphène nanorubans, on devine observé au capteur. Réponse, mais de façon inattendue plus sensible que jamais.
Résultats des chercheurs « Nature Communications », publié dans le journal que: les molécules de gaz peuvent modifier de manière significative les nanorubans film résistant gaz différent a une résistance caractéristique unique, ce qui rend le capteur de distinguer entre les différents gaz.
«Il y a plusieurs capteurs sur la puce qui permettent de distinguer les molécules ayant presque les mêmes propriétés chimiques, comme le méthanol et l'éthanol, et les capteurs basés sur les nanobilles de graphène sont non seulement sensibles», explique Sinitskii, membre du Centre des matériaux et nanosciences du Nebraska. Haut et sélectif.
Les rendus montrés montrent que les molécules de gaz augmentent l'espacement entre les nanobalt de graphène, et Alexander Sinitskii du Nebraska et ses collègues suggèrent: Ce phénomène explique dans une certaine mesure comment les nanofils rendent la sensibilité du capteur sans précédent.
Source: Université de Nebraska Lincoln
Sinitskii et ses collègues ont prédit que les performances extraordinaires de la nanobelt étaient dues en partie à l'interaction inhabituelle entre les nanobilles et les molécules de gaz, qui, contrairement aux laboratoires de graphène précédents, étaient disposées dans une rangée similaire aux rayures des chemises de Charlie Brown, L'équipe a suggéré que les molécules de gaz peuvent séparer ces bandes, en étendant efficacement la bande interdite, les électrons doivent sauter ces bandes pour conduire l'électricité.
L'accès de l'anneau benzénique
Le graphène a été trouvé en 2004 et a remporté le prix Nobel avec une conductivité inégalée, mais étant donné l'absence de bandgap de graphène (la bande interdite exigeait que les électrons soient entraînés par la conductivité de l'orbite près de l'atome vers l'extérieur) Bande de conduction "avant l'énergie" de sorte que les chercheurs ne peuvent pas contrôler la taille de sa conductivité.Ceci est précisément sur l'application de graphène (la nécessité d'ajuster la conductivité du domaine de l'électronique) pose un défi.
La solution potentielle consiste à couper le graphène feuilleté en rubans nanométriques et à simuler la difficulté à capturer la bande interdite, ce qui prouve que les propriétés de rétention difficiles du graphène sont étroitement liées à la précision atomique dont ils ont besoin. Sur la surface d'un type particulier de surface solide, la capture moléculaire de la collection a commencé à produire des rubans.Bien que le processus est efficace, et le ruban résultant existe, mais le processus de limiter les chercheurs une seule production de très peu Ruban
En 2014, Sinitskii a été le pionnier de la production à grande échelle de nanobelts en solution, ce qui a été une étape clé dans l'expansion de l'application des applications électroniques, mais la conductivité de ces nanobelts en solution n'était pas particulièrement bonne La dernière recherche de l'équipe consiste à adapter la méthode chimique originale en ajoutant un anneau de benzène (une molécule en anneau contenant six atomes de carbone et des atomes d'hydrogène) de chaque côté de la nanobelt de première génération. Les rubans, réduisant la bande interdite, améliorent la conductivité du film mince nanométrique.
Sinitskii a déclaré:La nanobelt de graphène n'est normalement pas utilisée comme matériau de détection, mais les dispositifs ayant des propriétés similaires, tels que les transistors, qui ont des propriétés similaires aux nanomètres, ont la capacité d'augmenter la conductivité de plusieurs ordres de grandeur et conviennent également aux capteurs.' .
Actuellement, de nombreux types de nanotubes de graphène ayant des caractéristiques différentes ont été conçus: jusqu'à présent, l'expérience n'a prouvé que quelques types, mais il existe de nombreuses hypothèses théoriques intéressantes pour les nanotubes qui n'ont pas encore été synthétisés, Ainsi, la nouvelle nanobelt est susceptible d'avoir de meilleures caractéristiques de capteur.