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美開發(fā)碳納米管高靈敏微型氣體傳感器

http://casecurityhq.com 2003-07-31 00:03 《中華工控網(wǎng)》原創(chuàng)

據(jù)海外媒體報(bào)道,美國倫斯勒工業(yè)學(xué)院(Rensselaer Polytechnic Institute)材料科學(xué)工學(xué)系與機(jī)械工學(xué)系的聯(lián)合研究小組,日前使用碳納米管成功開發(fā)出了微型氣體傳感器樣品,能夠非常靈敏地定量及定性分析大氣中的各種氣體。
  該傳感器結(jié)構(gòu)非常簡潔。制作方法是:首先利用化學(xué)氣相沉積法(CVD)在二氧化硅底板上生成多層碳納米管(MWCNT)。主要以去年開發(fā)的方法為基礎(chǔ)。MWCNT的直徑約25~30納米,長約30微米,各MWCNT分別以大約50納米的間隔排列。在MWCNT兩端加上厚約180微米的絕緣玻璃板,然后再用鋁膜覆蓋起來,氣體傳感器即告完成。傳感器尺寸為:寬約20毫米,長約20毫米,厚約700微米。
  利用氣體傳感器測定周圍的氣體成分時,以MWCNT端為陽極(+),鋁膜端為陰極(-),施加直流電壓。在MWCNT頂端,很低的電壓就會產(chǎn)生強(qiáng)電場,從而在周圍離子化氣體中發(fā)生介質(zhì)擊穿(Dielectric Breakdown)現(xiàn)象。試驗(yàn)結(jié)果顯示,發(fā)生介質(zhì)擊穿時的電壓因氣體種類的不同而明顯不同,可以進(jìn)行定性分析??煞治龅臍怏w種類范圍很廣,甚至還能適用于氬氣和氦氣等惰性氣體。另外,介質(zhì)擊穿電壓盡管不取決于氣體濃度,但已經(jīng)知道的是所產(chǎn)生的電流值與濃度對數(shù)呈正比,表明能夠進(jìn)行氣體的定量分析。
  此次的研究內(nèi)容已刊登在日前出版的英國科學(xué)雜志《自然》上。
 
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