Nowe, czulsze i tańsze czujniki gazu wesprą motoryzację

Nowe, czulsze i tańsze czujniki gazu wesprą motoryzację

Naukowcy z Warwick University opracowali nanostrukturalne czujniki gazu w technologii micro-power. Mają one pomóc producentom samochodów obniżyć koszty produkcji.

Wykorzystywane są one do badania powietrza w kabinie samochodu na obecność trujących gazów, jak tlenek węgla, czy podtlenek azotu.

Tradycyjne czujniki są wytwarzane ręcznie i kosztują około 20 funtów za sztukę. „Normalnie, czujnik kosztuje nawet 20 funtów za sztukę, naszym celem jest zaś skonstruowanie urządzenia, które kosztować będzie 70 pensów,” – powiedział Julian Gardner z Warwick University. „Wykorzystując technologię mikroelektroniczną, analogiczną do tej stosowanej przy produkcji płytek krzemowych, można produkować je masowo utrzymując ich niski koszt.”

Co więcej, według Gardner’a, czujnik te będą w pełni kompatybilne z technologią CMOS. „CMOS pozwala umieścić całą elektronikę na jednym chipie czyniąc ją tym samym zdecydowanie tańszą,” – dodał.

Zespół z Warwick poszukuje obecnie materiału, który będzie jak najczulszy na gazy. Pod uwagę brane są: nanorurki węglowe, nanoprzewody z tlenku cynku, czy tlenek wolframu.

„Podczas, gdy konwencjonalne materiały są w stanie wykryć jedna milionową część gazu, nowe będą w stanie wykryć nawet 100 cząsteczek w miliardzie. W zależności od gazu, nowe materiały będą też w stanie wykryć gaz będący w mniejszej koncentracji.” – powiedział Gardner.

Wciąż poszukujemy nowych materiałów aktywnych, takich jak: nano igły, węglowe nanorurki, czy nano pręty. Gdy gaz wchodzi w reakcję z tlenem z powietrza, tworzy warstwę zaporową o grubości porównywalnej z szerokością pręta.

„Gdy gaz wchodzi w reakcję, indukuje się prąd, oraz zmienia się rezystancja, co pozwala określić poziom gazu.” – dodał Gardner.

Kolejna zaletą wykorzystania węgla jest jego zdolność do wykrywania takich gazów, jak tlenek węgla w niskich temperaturach. Nowy czujnik będzie jednakże mógł pracować również w bardzo wysokich temperaturach.

”Tradycyjne czujniki pracują w temperaturze około 400 stopni Celsjusza. Ale, by wykryć niektóre gazy, na przykład metan, albo wodór, potrzebna jest temperatura nawet 550 stopni Celsjusza.” – powiedział Gardner. „Tymczasem nasza technologia jest pierwszą, która może operować nawet przy 750 stopniach Celsjusza.”

Obecnie, projekt jest w fazie integracji elektroniki. Gardner wyraził nadzieję, że czujnik będzie gotowy do sprzedaży nie później niż za trzy lata.

(lk)