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大阪大学设计了可大范围使用的一次性纸质气体传感器

仪表研发 2020年03月18日 10:02:25 来源:传感器专家网人气:12603
  【仪表网 仪表研发】据外媒报道,大阪大学的研究人员开发了一种一次性纸质气体传感器,据介绍这种传感器解决了供应链问题,例如所用原材料的成本和可持续性、设备的坚固性和一致性以及其可处置性和环境影响等问题。
 
(图片来自大阪大学)
 
  一种纸质分子传感器设备,它由木材衍生的纤维素纳米纤维纸基材,氧化锌纳米线传感器和铅笔状石墨电极构成,不仅显示出有效的分子传感功能,而且还显示了剪切粘贴的可用性和便于未来物联网社会的一次性使用。
 
  在了解该气体传感器之前,我们可以先来了解下气体传感器,气体传感器也被称为气体检测器,是检测和识别不同类型气体的电子设备。它们通常用于检测有毒或爆炸性气体并测量气体浓度。气体传感器用于工厂和制造设施中,以识别气体泄漏,并检测房屋中的烟雾和一氧化碳。不过,气体传感器的尺寸(便携式和固定式)、范围和感应能力差异很大,它们通常是大型嵌入式系统(例如危险品和安全系统)的一部分,并且通常连接到声音警报或接口。由于气体传感器不断与空气和其他气体相互作用,因此与许多其他类型的传感器相比,它们必须更频繁地进行校准。
 
  大阪大学的研究人员开发的气体传感器由非常细的纳米线制成,这些纳米线由可生物降解的纤维素纳米纤维背衬支撑,并具有可以用铅笔画在其上的石墨电极组成。该气体传感器用于检测NO2气体(许多工业过程的重要组成部分),其性能可与可用电极相媲美。该其他传感器的工作原理如下:当传感器周围存在NO2分子时,它们会吸附到纳米线的表面,并且随着气体分子影响在电极之间传输电流的电子,电阻会增加。对于浓度更高的气体,电阻增加更大。
 
  大阪大学的研究人员Hirotaka Koga解释说:“我们的设计为大规模提供经济和环保的分子气体传感打下了许多基础。氧化锌纳米线为气体分子附着提供了非常大的表面积,并且纤维素纸支架坚固耐用,可以用普通剪刀将其切割得很小(只有几毫米)。这些气体传感器是通过简单的两步过程制备的,因此适合广泛使用。”
 
  科加副教授说:“我们希望我们的设备的许多优点能做出重大贡献,特别是在分子检测方面。准确测量气体浓度在医疗保健、环境保护、化工生产和健康安全等许多领域都具有重要意义。”研究人员希望这一简单的两步过程可以扩展到检测其他气体分子。
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