Ultradokładny czujnik wodoru

Ultradokładny czujnik wodoru

Amerykańscy badacze pod kierownictwem Craiga A. Grimesa z Pennsylvania State University zbudowali czujnik na bazie niemodyfikowanych chemicznie nanorurek tytanowych o średnicy kilkunastu i długości kilkuset nanometrów, który może wykryć w otoczeniu obecność wodoru o stężeniu nawet 20 ppt (części na trylion)

Naukowcom udało się zsyntetyzować nanorurki na drodze anodyzacji cienkiej folii tytanowej w obecności odpowiednich elektrolitów.

"Dziś potrafimy wytworzyć układy gęsto upakowanych nanorurek tytanu o długości nawet 6.5 mikrometra i średnicy do 110 nanometrów oraz różnej - w zależności od potrzeb - grubości ich ścianki" - powiedział Grimes, zajmujący się między innymi opracowywaniem nowych materiałów dla różnych typów sensorów.

Materiał ten został przez naukowców wykorzystany jako aktywna, detekcyjna część czujnika wykrywającego obecność cząsteczek gazu w otoczeniu. Opór elektryczny nanorurek tytanu, mierzony podczas ekspozycji w zmieniających się warunkach atmosfery otaczającej czujnik (powietrze, wodór i azot), zmieniał się z kilkuset gigaohmów dla powietrza, na kilkaset ohmów, gdy czujnik otaczała mieszanina azotu i wodoru.

"Niemodyfikowane chemicznie, gęsto upakowane nanorurki tytanu o długości jednego mikrometra i średnicy 30 nanometrów, wykazują bezprecedensowe wahania mierzonego oporu elektrycznego. Zmiany te sięgają 50 000 000 000 procent wartości wyjściowej!" - opisuje prof. Grimes. "Według naszej wiedzy, jest to największa kiedykolwiek zmierzona różnica w oporności jakiegokolwiek materiału, powstała w obecności jakiegokolwiek gazu, mierzona w jakiejkolwiek temperaturze" - zapewniają amerykańscy naukowcy.

Grimes stwierdził, że przeprowadzone badania dotyczące nanorurek tytanu, materiału wysoce stabilnego chemicznie i fizycznie, ujawniły wyjątkowe właściwości elektryczne tej struktury podczas ekspozycji w atmosferze zawierającej cząstki wodoru. Jego zdaniem, odkrycie to powinno otworzyć nowe horyzonty nauce oraz nanotechnologii.