中國粉體網(wǎng)9月29日訊 美國伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的科學(xué)家日前開發(fā)出一種能夠分辨出單個氣體分子的超高靈敏度“電子鼻”。這種新型氣體傳感器對氣體分子的吸收能力比傳統(tǒng)化學(xué)傳感器強(qiáng)300倍。用來制造這種高靈敏度“電子鼻”的材料竟是此前被認(rèn)為殘次品、存在缺陷的石墨烯。
在制造石墨烯的過程中，石墨烯逐漸形成晶格或片狀時，會隨機(jī)出現(xiàn)一些單晶顆粒。這種多晶結(jié)構(gòu)與單晶之間的邊界被稱為晶界。由于晶界會造成電子的散射，削弱石墨烯晶格的性能，具有晶界的石墨烯通常都被認(rèn)為是毫無價值的次品。但美國伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校機(jī)械和工業(yè)工程教授阿明·薩利希-空錦帶領(lǐng)的研究小組卻發(fā)現(xiàn)，這些缺陷正好適合用來制造高靈敏度氣體傳感器。
為了驗證這一想法，測試石墨烯缺陷的電氣性能，研究人員用單個石墨烯晶界制造了一個微米尺寸的氣體傳感器。他們在測試中發(fā)現(xiàn)，石墨烯晶界能夠?qū)怏w分子吸附到其表面并讓它們聚集起來，石墨烯晶體上卻沒有這樣的現(xiàn)象。這使具有這種缺陷的石墨烯成為觀測氣體分子的理想場所。
借助晶界對氣體分子超強(qiáng)的吸附能力和快速反應(yīng)能力，用石墨烯晶界陣列制成的電子鼻甚至能夠檢測出單個氣體分子。這種材料集精確和可靠于一身，是制造氣體傳感器的理想材料。
在制造石墨烯的過程中，石墨烯逐漸形成晶格或片狀時，會隨機(jī)出現(xiàn)一些單晶顆粒。這種多晶結(jié)構(gòu)與單晶之間的邊界被稱為晶界。由于晶界會造成電子的散射，削弱石墨烯晶格的性能，具有晶界的石墨烯通常都被認(rèn)為是毫無價值的次品。但美國伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校機(jī)械和工業(yè)工程教授阿明·薩利希-空錦帶領(lǐng)的研究小組卻發(fā)現(xiàn)，這些缺陷正好適合用來制造高靈敏度氣體傳感器。
為了驗證這一想法，測試石墨烯缺陷的電氣性能，研究人員用單個石墨烯晶界制造了一個微米尺寸的氣體傳感器。他們在測試中發(fā)現(xiàn)，石墨烯晶界能夠?qū)怏w分子吸附到其表面并讓它們聚集起來，石墨烯晶體上卻沒有這樣的現(xiàn)象。這使具有這種缺陷的石墨烯成為觀測氣體分子的理想場所。
借助晶界對氣體分子超強(qiáng)的吸附能力和快速反應(yīng)能力，用石墨烯晶界陣列制成的電子鼻甚至能夠檢測出單個氣體分子。這種材料集精確和可靠于一身，是制造氣體傳感器的理想材料。
