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德国首创以碳纳米管研发气敏传感器

  德国慕尼黑工业大学的研究人员正在研发一种低成本、可用于大规模工业生产的气敏传感器,可安装到食品包装袋内部用于评估食品的新鲜程度,或者应用于空气质量无线监测中。这种元件使用碳纳米管制造,就像墨水一样被喷射到塑料包装或其它基板上。

 

  (碳纳米管气敏传感器)


 
  由慕尼黑工业大学研究人员研发的这种碳纳米管气敏传感器融合了多种独特的特性,这些特性是当前其它技术无法达到的。它们可以迅速检测并持续跟踪到氨气、二氧化碳以及氧化氮混合气体中极细微的含量变化。另外,它们还可以在室内工作,而且消耗的能量很少。此外,通过慕尼黑工业大学研究人员在论文中介绍,这种传感器还可以结合到可弯曲包装材料中,使之前人们关于食品包装袋带有可弯曲、可再利用的气敏传感器的设想成为现实,这种传感器可以提供一种比保质期更有意义的食品新鲜度指标。这种智能包装安全无毒无毒,因此可以用来提高食品的安全性,并极大地减少食物浪费。
  
  慕尼黑工业大学纳米电子学的研究人员阿拉亚·阿卜杜拉及其同事已经证明了这种高性能气敏传感器可以像墨水一样被喷射到软塑料基板上。由此,研究人员为这种碳纳米管传感器的大规模商业化应用打开了大门。“当你知道如何去做时,事情就变得很简单。”阿卜杜拉表示。
  
  这种碳纳米管最基本的材料是一种圆柱体分子,这是由多个碳原子以蜂巢型格式构成的卷轴型分子。这种碳纳米管就是直径只有一个纳米,但长度却有数百万纳米的空心软管。作为气敏传感器的原材料,这种碳纳米管相对于高分子有机电子元件以及固态金属氧化物半导体等以前使用的材料,在性能上实现了扬长避短,而目前缺乏的是一种可靠的、可再生廉价方法将这种技术进行应用。
  
  研究人员通过实验发现,喷射沉积法完全能够满足这种技术应用的要求。碳纳米管的水溶液看上去就像一瓶黑色墨水,因此,我们对于碳纳米管也可以进行类似处理,使用喷射沉积法通过计算机控制喷嘴将溶液喷射到软塑料等基板上。
  
  “对于我们来讲,最重要的是要开发一种易衡量的技术平台,用于有机纳米半导体大规模生产,”阿卜杜拉表示,“具体地说,喷射沉积法成为我们这一加工技术当前的核心。” 

 

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