Kết hợp quang học và công nghệ nano để chế tạo cảm biến khí giá thành rẻ

Các kỹ sư thuộc trường Đại học Oregon đã kết hợp công nghệ quang học mới với vật liệu nanocomposite màng mỏng để chế tạo loại cảm biến mới nhanh, nhạy, giá rẻ có khả năng phát hiện và phân tích một loạt chất khí.

Công nghệ có thể được ứng dụng trong giám sát môi trường đến an ninh sân bay hoặc kiểm tra nồng độ cồn trong máu... Cảm biến đặc biệt phù hợp để phát hiện khí CO₂ và có ích trong các ứng dụng hoặc hệ thống công nghiệp được thiết kế để lưu giữ CO₂ dưới lòng đất, đây là biện pháp giảm thải khí nhà kính.

PGS. Alan Wang, chuyên gia về lượng tử ánh sáng nói: "Cảm biến quang rất hiệu quả trong việc phát hiện và nhận dạng dấu vết của các khí, nhưng thường sử dụng các thiết bị trong phòng thí nghiệm cồng kềnh rất tốn kém và không thể vận chuyển ra hiện trường. Trái lại, chúng tôi sử dụng các phương pháp quang học nhỏ gọn, di động và giá rẻ. Hệ thống này đã sử dụng các tinh thể nano plasmon hoạt động có phần giống thấu kính nhỏ để tập trung sóng ánh sáng và tăng độ nhạy”.

Cách tiếp cận này kết hợp với một khung kim loại - hữu cơ của màng mỏng, có thể hấp thu nhanh các khí trong lỗ của vật liệu và được tái chế bằng biện pháp chân không đơn giản. Sau khi màng mỏng thu các phân tử khí gần bề mặt, vật liệu plasmon hoạt động ở dải hồng ngoại gần giúp khuếch đại tín hiệu và phân tích chính xác sự hiện diện và số lượng khí khác nhau.

Các nhà nghiên cứu cho rằng tốc độ, độ chính xác, tính cơ động và giá thành rẻ sẽ cho phép sử dụng công cụ tại hiện trường cho nhiều mục đích. Ngành công nghiệp thực phẩm sử dụng CO₂ để tích trữ rau quả và khí cần được duy trì ở nồng độ nhất định.

Các nhà nghiên cứu hiện đang tìm kiếm cộng tác viên công nghiệp tiếp tục hoàn thiện và hỗ trợ thương mại hóa hệ thống.

Theo Vista.gov.vn