» » Графеновые шары действуют как датчики для трудно обнаруживаемых газов

Графеновые шары действуют как датчики для трудно обнаруживаемых газов

Графеновые шары действуют как датчики для трудно обнаруживаемых газов
Создав небольшие перфорационные отверстия в крошечных шариках из графена, ученые разработали новый тип датчика для обнаружения благородных газов. © TU Delft/Makars Siskins

Обладая превосходной прочностью, гибкостью и электропроводностью, графен имеет большой потенциал во многих областях науки и техники, и может распространяться на обнаружение бесцветных газов без запаха.

Ученые превратили наноматериал в микроскопические воздушные шары, которые, по их словам, могут различать различные виды этих трудно обнаруживаемых благородных газов, измеряя, сколько времени им требуется, чтобы выйти через крошечные отверстия на поверхности воздушных шаров.

Графен обладает множеством привлекательных свойств для материаловедов, работающих над разработкой всего, от компьютерных чипов следующего поколения до усовершенствованных солнечных элементов и более чувствительных микрофонов. Но исследовательская группа, стоящая за этим новым прорывом, из Делфтского технологического университета и Университета Дуйсбург-Эссен, в частности, стремилась использовать два свойства.

При толщине всего в один атом графен невероятно тонкий, но, несмотря на это, он способен выдерживать большие нагрузки, что, по мнению команды ученых, делает его хорошо подходящим для работы по фильтрации и обнаружению газов.

Хотя он сам по себе непроницаем, ученые решили эту проблему, сделав перфорацию размером всего 25 нанометров в двухслойном графене, который использовался для создания крошечных воздушных шаров, из которых могут выходить сжатые газы.

Это было достигнуто путем использования лазера для нагрева различных газов внутри шара, заставляя их расширяться, а затем выходить через небольшие отверстия.

В зависимости от массы и молекулярной скорости из воздушного шара разные газы выходят  с разной скоростью. Это делает воздушные шары инструментом, подходящим для обнаружения благородных газов, что традиционно довольно сложно, поскольку они не вступают в реакцию с другими материалами.

«Мы измеряем время, за которое воздушный шар сдувается. В таком маленьком масштабе это происходит очень быстро – в пределах 1/100.000 доли секунды – и что интересно, продолжительность времени сильно зависит от типа газа и размера пор. Например, гелий, легкий газ с высокой молекулярной скоростью, улетает в пять раз быстрее, чем криптон, тяжелый и медленно движущийся газ”.

Исследователи надеются развить эту доказательную технологию, используя свой подход для разработки новых типов датчиков, которые можно использовать для обнаружения благородных газов в промышленных условиях или для использования в качестве недорогих мониторов качества воздуха.

Помимо этого, они говорят, что работа также демонстрирует, как графен можно использовать для изучения газовой динамики в микроскопических масштабах.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.

30 ноябрь 2020 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Усовершенствован синтез катализаторов для «обезвреживания» угарного газа

Чистый графен и его аналоги являются одними из лучших катализаторов для активации большого числа лабораторных и промышленных процессов

Новое исследование показало, что Вселенная становится горячее

Астрофизики обнаружили, что газы во Вселенной достигают температуры около 2 миллионов градусов по Кельвину - вокруг объектов, расположенных ближе к Земле

Ученые из РФ и США разработали методику превращения графена в наноалмазные пленки

Ученые НИТУ «МИСиС» и американские материаловеды разработали методику, позволяющую пр

Скручивание графена открывает редкую форму магнетизма

Укладка однослойных и двухслойных графеновых листов с закруткой приводит к новым коллективным электронным состояниям, включая редкую форму магнетизма.

Любое ли гуано усилит электрокаталитические свойства графена?

Таким провокативным заголовком химики из Чехии и Канады попытались обратить внимание коллег на изобилие публикаций по модификации графена дорогостоящими и токсичными реагентами, не имеющих под собой

Ученые сообщили грозные цифры о глобальном потеплении

И вот снова ученые озвучивают гипотезу о том, о сильном влиянии человечества на климат. И сейчас Британские ученые говорят, что человеку просто необходимо снизить выбросы всех парниковых газов. Иначе
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Ирина Лёвшина и её пластилиновые копии известных картинКак работает бумеранг и кто его изобрел?В Перу обнаружили древние захоронения — какие секреты хранят останки?10 лесов, которые наносят природе непоправимый вредСамый большой клад золотых монет в Великобритании«Оргонный накопитель» Вильгельма РайхаТайны космоса: вселенская панспермия?Насыпь в крепость