今天小編分享的科技經驗:十億分之八濃度甲醛也難逃法眼,科學家開發出新型氣凝膠傳感器,歡迎閱讀。
IT 之家 2 月 10 日消息,研究人員開發了一種由 " 冷凍煙霧("frozen smoke)" 制成的傳感器,利用 AI 技術實時檢測濃度低至十億分之八的甲醛,遠遠超出了大多數室内空氣質量傳感器的靈敏度。
劍橋大學的研究人員開發了這一新型傳感器,采用氣凝膠多孔材料制成。通過精确設計氣凝膠孔的形狀,傳感器能夠在室溫下檢測甲醛濃度,研究成果發表在《Science Advances》雜志上。
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劍橋石墨烯研究所的 Tawfique Hasan 教授表示:" 甲醛等揮發性有機化合物即使在低濃度下,長時間接觸也會導致嚴重的健康問題,但目前的傳感器不具備這樣的靈敏度。"
該論文的第一作者 Zhuo Chen 補充道:" 我們希望開發一種體積小、功耗低、可以選擇性檢測低濃度甲醛的傳感器。"
該傳感器基于氣凝膠技術,氣凝膠超輕材料有時被稱為 " 液體煙霧 ",因為按體積計算,它們的 99% 以上是空氣,氣凝膠的開放結構使氣體能夠輕松地進出。通過精确設計孔的形狀或形态,氣凝膠可以充當高效的傳感器。
劍橋研究人員與華威大學合作,優化了氣凝膠的成分和結構,以提高其對甲醛的敏感性,使它們成為大約人類頭發寬度三倍的細絲。
接着,研究人員對由石墨烯制成的糊劑進行了 3D 打印,然後将石墨烯糊劑冷凍幹燥,從而在最終的氣凝膠結構中形成孔洞。氣凝膠還包含被稱為量子點(quantum dots)的微小半導體。
論文介紹稱,該傳感器可在室溫下對甲醛進行高靈敏度和實時識别。通過優化印刷結構的形态和摻雜,傳感器僅消耗約 130 微瓦的功率,就實現了百萬分之一甲醛的 15.23% 的創紀錄高穩定響應和十億分之 8.02 的超低濃度檢測。在測量的動态響應快照的基礎上,研究人員還開發了智能計算算法,以實現穩健而準确的實時檢測。
IT 之家注意到,華威大學的團隊正在開發一種低成本的多傳感器平台,該平台将整合這些新型氣凝膠材料,并與 AI 算法相結合,檢測不同的揮發性有機化合物。