不隻有石墨烯電池,傳感器也需要它!
發布時間:2017-11-28 來源:MEMS 責任編輯:lina

dangyanjiurenyuanjiangnamidaibomojichengdaoqitichuanganqidedianluzhongqushi,yuguoqudechuanganqi,shenzhishizuijiaxingnengdetanjicailiaoxiangbi,taduifenzidexiangyinglingmindugaochule100倍。內布拉斯加大學林肯分校化學係的副教授Alexander Sinitskii表示,“womenyiqianyeyanjiuguoqitatanjicailiaochuanganqi,rushimoxiheyanghuashimoxi。shiyongshimoxinamidai,womenquedingkeyikandaochuanganqidexiangying,danshiwomenmeiyouyuxiangdaohuibiguoqusuokandaodegenggao。”
研究人員在《自然通訊》(Nature Communications)雜za誌zhi上shang發fa表biao了le研yan究jiu結jie果guo,顯xian示shi氣qi體ti分fen子zi可ke以yi顯xian著zhu改gai變bian納na米mi帶dai薄bo膜mo的de電dian阻zu。不bu同tong的de氣qi體ti產chan生sheng不bu同tong的de電dian阻zu特te征zheng,幫bang助zhu傳chuan感gan器qi在zai它ta們men之zhi間jian進jin行xing區qu分fen。內nei布bu拉la斯si加jia州zhou材cai料liao與yu納na米mi科ke學xue中zhong心xin的de一yi名ming成cheng員yuanSinitskii表示,“一(yi)張(zhang)芯(xin)片(pian)上(shang)有(you)多(duo)個(ge)傳(chuan)感(gan)器(qi),我(wo)們(men)能(neng)夠(gou)證(zheng)明(ming)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)區(qu)分(fen)具(ju)有(you)幾(ji)乎(hu)相(xiang)同(tong)化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)的(de)分(fen)子(zi)。例(li)證(zheng)如(ru)下(xia),我(wo)們(men)可(ke)以(yi)區(qu)分(fen)甲(jia)醇(chun)和(he)乙(yi)醇(chun),因(yin)此(ci)這(zhe)些(xie)基(ji)於(yu)石(shi)墨(mo)烯(xi)納(na)米(mi)帶(dai)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)不(bu)僅(jin)具(ju)有(you)敏(min)感(gan)性(xing),還(hai)具(ju)有(you)選(xuan)擇(ze)性(xing)。”

這張圖片呈現了氣體分子如何擴大團隊石墨烯納米帶行與行之間的間隙。內布拉斯加州材料與納米科學中心的AlexanderSinitskii及其同事已經提出這種現象部分地解釋了納米帶如何為傳感器提供前所未有的靈敏度Sinitskii和(he)他(ta)的(de)同(tong)事(shi)懷(huai)疑(yi)納(na)米(mi)帶(dai)的(de)顯(xian)著(zhu)性(xing)能(neng)部(bu)分(fen)來(lai)源(yuan)於(yu)納(na)米(mi)帶(dai)和(he)氣(qi)體(ti)分(fen)子(zi)之(zhi)間(jian)非(fei)同(tong)尋(xun)常(chang)的(de)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)。不(bu)同(tong)於(yu)他(ta)們(men)的(de)前(qian)輩(bei),該(gai)團(tuan)隊(dui)的(de)納(na)米(mi)帶(dai)排(pai)列(lie)整(zheng)齊(qi),類(lei)似(si)於(yu)查(zha)理(li)布(bu)朗(lang)的(de)條(tiao)紋(wen)襯(chen)衫(shan)般(ban)垂(chui)直(zhi)放(fang)置(zhi),而(er)不(bu)是(shi)平(ping)躺(tang)在(zai)表(biao)麵(mian)。該(gai)團(tuan)隊(dui)指(zhi)出(chu),氣(qi)體(ti)分(fen)子(zi)可(ke)以(yi)將(jiang)這(zhe)些(xie)行(xing)列(lie)分(fen)開(kai),有(you)效(xiao)地(di)延(yan)長(chang)了(le)納(na)米(mi)帶(dai)之(zhi)間(jian)的(de)間(jian)隙(xi),幫(bang)助(zhu)電(dian)子(zi)跳(tiao)躍(yue)到(dao)導(dao)電(dian)區(qu)。加入(苯)環

石墨烯納米帶納米薄膜石墨烯中2004年被發現,並最終獲得諾貝爾獎,其擁有無與倫比的導電性。但是該材料缺乏帶隙,電子從原子周圍的軌道跳躍到驅動電導率的外部“導帶”zhiqianxuyaohuoqunengliang,zuichujieduanshimoxiyinqidiandaolvguodigeiyanjiurenyuandailailebushaozuai。xiangyingdi,duishimoxiyingyongzaixuyaorenyitiaojiecailiaodiandaolvdedianzixuelingyuyetichuletiaozhan。yigeqianzaidejiejuefanganshijiangshimoxixiujianweinamidai,tongguojisuanjimonichunanyiyongyoudedaixi。shangshufangantongguoshiyanbeizhengmingshijuyounandude,weilebaoliushimoxixiyinrendetexing,huiduiyuanzijingduyouyaoqiu,yinciyanjiurenyuankaishizixiaershangzhibeinamidai,zhanlvexingdijiangfenzijuhedaomouzhongleixingdegutibiaomianshang。suiranzheyiguochengjiejuelewenti,erqieyoucichanshengdenamidaiqueshiyouledaixi,danshiyanjiurenyuanyicizhichengdenamidaishuliangyouxian。2014年,Sinitskii開(kai)創(chuang)了(le)一(yi)種(zhong)液(ye)體(ti)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),可(ke)以(yi)大(da)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)納(na)米(mi)帶(dai),這(zhe)是(shi)擴(kuo)大(da)該(gai)技(ji)術(shu)應(ying)用(yong)於(yu)電(dian)子(zi)領(ling)域(yu)的(de)關(guan)鍵(jian)一(yi)步(bu)。但(dan)是(shi)用(yong)這(zhe)些(xie)納(na)米(mi)帶(dai)製(zhi)成(cheng)的(de)薄(bo)膜(mo)導(dao)電(dian)性(xing)不(bu)足(zu),無(wu)法(fa)進(jin)行(xing)電(dian)氣(qi)測(ce)量(liang)。
該團隊的最新研究采用了最原始的化學方法,在第一代納米帶的任意一側加入苯環(具有六個碳原子和氫原子的環狀分子)。這些圓環加寬了納米帶,減小了帶隙,並提高了導電能力。Sinitskii說道,“人們通常不會想到把石墨烯納米帶用作傳感器材料,然而,相同(性質)使得納米帶對諸如晶體管這類的器件有好處,將其導電率提高幾個數量級也對傳感器有好處。”“weilaiyoukenenghuishejichuxuduobutongzhonglei,youjuyoubutongtexingdeshimoxinamidai。muqianzhiyoujizhongleixingdenamidaiyijingtongguoshiyanyanzheng,danshihuaxuejiaduishangweihechengdenamidaiyouxuduoyouqudeliluntuice。yinci,bujiudejianglaiyanjiurenyuanyouwangkaifachujuyougengjiatexingdexinxingnamidai,bansuigenghaodechuanganqitexinglaidaodajiamianqian。”
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