摻硼石墨烯可製成超高靈敏度氣體感測器
- 發佈時間：2015-11-04 03:31:41 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京11月3日電 （記者王小龍）一個國際聯合研究小組宣佈，通過在石墨烯中加入硼原子的方式，他們開發出一種靈敏度極高的氣體感測器。該裝置能“嗅”出空氣中濃度極低的有害氣體，在人們還未察覺時發出警報。該研究還有助於改善鋰離子電池和場效應電晶體的性能。
用石墨烯製成的氣體感測器已具有很高靈敏度，但科學家們並不想止步於此，希望通過在石墨烯中摻入其他元素的方式讓其性能得到進一步提升。
美國賓夕法尼亞州立大學物理學、化學和材料學教授莫裏西歐·特倫斯經過不斷更換摻入元素，成功合成了1釐米見方的高品質摻硼石墨烯片。為防止硼化合物暴露在空氣後快速分解，他們研製中用到了類似起泡器的化學氣相沉積系統。
核心部件製成後，被送往本田研究院的美國公司進行組裝。2010年諾貝爾物理學獎獲得者、英國曼徹斯特大學科學家康斯坦丁·諾沃肖洛夫的實驗室負責研究感測器的傳輸機制。此外，比利時、日本和中國的科學家也促成了這項研究。
測試顯示，新的氣體感測器能夠探測到濃度極低的有害氣體分子，如空氣中含量為十億分之一的氮氧化合物和百萬分之一的氨氣，靈敏度比單純用石墨烯製成的氣體感測器要分別高出27倍和1000倍。
負責此項研究的本田研究所首席科學家阿維迪克·哈瑞泰元認為，新方法開闢了一條製造超高靈敏度氣體感測器的新途徑。該技術未來極有可能突破1000的五次方分之一檢出限，在靈敏度上，比目前最先進的氣體感測器高6個數量級。
未來這種感測器有望在科學實驗和工業中獲得廣泛的應用，無論是有毒有害氣體、超標排放的汽車尾氣，還是大氣污染中的氮氧化合物都會在它面前一一顯出原形。研究人員稱，除檢測有毒和易燃氣體外，這種摻硼的石墨烯理論上還能幫助改建鋰離子電池和場效應電晶體。
相關論文發表在11月2日出版的《美國國家科學院院刊》。
總編輯圈點
最近石墨烯頻頻亮相，有科學家利用它成倍提高電池效率，新電池何時用上且不論，更加實際的氣體感測器倒是呼之欲出。鯊魚能嗅出稀釋一億倍的血液，可比起高靈敏的石墨烯鼻子，鯊魚也只能驚呼“人類就是牛”。這種頂級嗅測器不光能聞毒品、炸藥，還能發現病人身上的特殊味道，用處可大了。
石墨烯 詳細
- 股票名稱 最新價 漲跌幅
