工厂和汽车尾气会排放出污染物，人类吸入这些有害的气体会影响人类健康，同时这些污染物也会加剧了大气气候的变化。因此，监测该类污染物的排放量刻不容缓。
 
近来，一项新的研究报道称，冲绳科技研究所的研究生院(OIST)联合欧本奥地利的材料中心和奥地利电子显微镜和纳米分析中心，设计了一种新的纳米颗粒，并成功地将其用于开发有效改善污染物排放检测的方法，即使用一个传感器在纳米尺度上进行检测。该论文发表在《Nanotechnology》杂志上。
   
研究人员采用这种附着钯纳米颗粒的氧化铜纳米线检测常见的工业污染物一氧化碳。传感器测试条件与周围的空气条件相似，因为将来由该方法开发出的测试设备也需要在这样的条件下运行。
 
氧化铜是一种半导体，科学家们已经用氧化铜合成了纳米线并将其用于微电子行业。但在气体传感器方面的应用，相较之其他的金属氧化物材料，氧化铜的应用是很少见的。
 
对于半导体材料，当其处在高温下外部附着少量的其它原子时，它本身的电气性能会发生很戏剧性的变化。在这种情况下,氧化铜纳米线是作为一个电路的一部分。研究人员发现可以通过测量气体出现时电路电阻的变化，来间接地检测一氧化碳。他们发现，比起同类型附着纳米颗粒的纳米线，使用附着钯纳米颗粒的氧化铜纳米线，当一氧化碳出现时，电路的电阻明显增加。
 
OIST纳米设计中心使用了一种成熟的技术，他们首先筛选一定尺寸的纳米颗粒，然后将这些钯纳米粒子均匀地沉积在纳米线表面。这种由纳米颗粒-纳米线产生的交互作用对增强电响应是至关重要的。OIST的纳米粒子沉积体系可以在根据定制沉积多种类型的纳米颗粒的同时，用纳米线将晶片分隔成不同的区域用于沉积纳米颗粒。换句话说,这个系统可以设计成检测多种类型气体的系统。下一步研究就是利用不同的气体传感器设备同时检验多种气体，这些设备由不同类型的纳米粒子构建。
 
相对于正在探索的那些难以实现小型化的笨重的气体传感器，纳米线气体传感器的价格更加便宜，更具有大规模生产的潜力。
 
这种传感器使用时主要的成本将是提供高温所必需的能量，之所以需要高温是为了激发提供一定电响应信号的化学反应。如本研究需要在350℃下进行。然而，我们也正在研究不同种类的纳米颗粒-纳米线，以降低反应系统的工作温度。
 
“我认为纳米颗粒附着纳米线有着巨大的实际应用前景，因为它是有可能转化为工业设备的一种技术，”在OIST纳米设计中心Mukhles Sowwan教授手下工作的日本学术振兴会（JSPS）博士后研究员Stephan Steinhauer这样说道。
 
资料来源：Joykrit Mitra，冲绳科学与技术研究所



来源：材料与测试
译者：兔子小光
译自nanowerk
 
凡本网注明"来源：材料与测试"的所有作品，版权均属于材料与测试网，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式用于商业用途。如仅以传播信息为目的转载、摘编，请注明"来源：材料与测试网"。违者本网将追究相关法律责任。