Macquarie Üniversitesi mühendisleri, nanosensörlerin üretimini çok daha az karbon yoğun, çok daha ucuz, daha verimli ve daha çok yönlü hale getirmek için yeni bir teknik geliştirdiler ve bu trilyon dolarlık küresel endüstride önemli bir süreci önemli ölçüde geliştirdiler.
Ekip, malzemeleri yüksek sıcaklıklara ısıtmayı içeren geleneksel işlem yerine tek bir damla etanol kullanarak her sensörü tedavi etmenin bir yolunu buldu.
Dün yayınlanan araştırmaları, İleri Fonksiyonel Malzemeler Dergisi‘Yüksek performanslı UV dedektörleri için kılcal tahrikli kendinden montajlı mikrokümeler’ başlığını taşıyor.
Macquarie Üniversitesi’nin Nanoteknoloji Laboratuvarı başkanı Doçent Doktor Noushin Nasiri, “Nanosensörler genellikle küçük bir sensör yüzeyine bırakılan milyarlarca nanopartikülden oluşur – ancak bu sensörlerin çoğu ilk üretildiğinde çalışmıyor” diyor. Mühendislik.
Nanopartiküller kendilerini, zayıf doğal bağlarla bir arada tutulan bir ağ halinde birleştirir; bu, nanopartiküller arasında elektrik sinyallerini iletemeyecek kadar çok boşluk bırakabilir, bu nedenle sensör çalışmaz.
Doçent Nasiri’nin ekibi, Nasiri’nin 2023 Eureka Ödülü finalisti olmasını sağlayan Sunwatch’ın arkasındaki temel teknoloji olan ultraviyole ışık sensörlerini geliştirmek için çalışırken bulguyu ortaya çıkardı.
Nanosensörler, nanopartikül katmanlarından oluşan devasa bir yüzey-hacim oranına sahiptir ve bu da onları algılamak üzere tasarlandıkları maddeye karşı oldukça hassas hale getirir. Ancak çoğu nanosensör, nanoparçacık katmanlarını kaynaştırmak için yüksek sıcaklıklar kullanan, elektronların katmanlardan geçmesine izin veren kanallar oluşturarak sensörün çalışabilmesi için zaman alıcı ve enerji yoğun 12 saatlik bir süreçte ısıtılana kadar etkili bir şekilde çalışmaz.
Doçent Nasiri, “Fırın, polimer bazlı sensörlerin çoğunu yok ediyor ve nanoelektronik bir cihazdakiler gibi küçük elektrotlar içeren nanosensörler eriyebiliyor. Pek çok malzeme, ısıya dayanamadıkları için şu anda sensör yapmak için kullanılamıyor” diyor. .
Bununla birlikte, Macquarie ekibi tarafından keşfedilen yeni teknik, bu yoğun ısı sürecini atlayarak nanosensörlerin çok daha geniş bir malzeme yelpazesinden yapılmasına izin veriyor.
Doç. diyor.
“Etanolün, sensörlerimizin verimliliğini ve yanıt verebilirliğini, onları 12 saat ısıttıktan sonra alacağınızın ötesinde büyük ölçüde iyileştirdiğini gösterdik.”
Yeni yöntem, çalışmanın baş yazarı, yüksek lisans öğrencisi Jayden (Xiaohu) Chen’in, genellikle bu hassas cihazları yok edecek bir olayda, bir potayı yıkarken sensöre yanlışlıkla biraz etanol sıçratmasının ardından keşfedildi.
Chen, “Sensörün yok edildiğini düşünmüştüm, ancak daha sonra numunenin şimdiye kadar yaptığımız tüm diğer numunelerden daha iyi performans gösterdiğini fark ettim” diyor.
Doçent Nasiri, kazanın onlara bu fikri vermiş olabileceğini, ancak yöntemin etkinliğinin, kullanılan etanolün tam hacmini belirlemek için yapılan özenli çalışmalara bağlı olduğunu söylüyor.
“Jayden bu sonucu bulduğunda, çok dikkatli bir şekilde farklı miktarlarda etanol denedik. Neyin işe yaradığını bulmak için tekrar tekrar test ediyordu” diyor.
“Goldilocks gibiydi — üç mikrolitre çok azdı ve etkili olmadı, 10 mikrolitre çok fazlaydı ve algılama katmanını sildi, beş mikrolitre tam olarak doğruydu!”
Ekibin, nanosensör dünyasında çok büyük bir sıçrama yapma potansiyeline sahip keşif için beklemede olan patentleri var.
Doçent Nasiri, “Nanosensörleri çalıştırmak için bir tarif geliştirdik ve bunu UV ışık sensörleriyle ve ayrıca karbon dioksit, metan, hidrojen ve daha fazlasını algılayan nanosensörlerle test ettik – etki aynı” diyor Doçent Nasiri.
“Doğru bir şekilde ölçülen bir etanol damlacığından sonra, sensör yaklaşık bir dakika içinde etkinleştirilir. Bu, yavaş, oldukça enerji yoğun bir süreci çok daha verimli bir şeye dönüştürür.”
Doç.
Source: www.sciencedaily.com