Znajdź zawartość

Wyhodowane w chińskim laboratorium, a przypominające kwiaty nanostruktury mogą wykrywać alkohol i, być może, znajdą również zastosowanie jako katalizatory. Z tlenku cynku uzyskali je Yujin Chen i zespół innych pracowników Politechniki w Harbin. Konwencjonalne alkomaty są wykonane z tego samego materiału. Wykrywają, kto pił etanol, poprzez odnotowywanie zmian w oporności elektrycznej warstwy wykonanej właśnie z tlenku cynku. Edman Tsang z brytyjskiego University of Reading uważa, że tradycyjne czujniki zostaną wyparte przez nanostruktury, które charakteryzują się większą czułością. Łatwo to wyjaśnić, jeśli weźmie się pod uwagę, że zanim te pierwsze staną się "wrażliwe" na alkohol etylowy, należy je najpierw podgrzać do temperatury 300°C. Wynalazek Chena jest gotowy do pracy w temperaturze "tylko" 140°C. Taka temperatura jest na tyle niska, że pozwala na wbudowanie czujników nowego typu w urządzenia stacjonarne. Mają one jeszcze jedną przewagę nad tradycyjnymi alkomatami. Nanostruktury są bardziej kompaktowe i energooszczędne. W ich przypadku pobór mocy wyraża się w nanowatach, podczas gdy w tradycyjnych urządzeniach w miliwatach. Tlenek cynku zmienia oporność, gdy zaczynają do niego przylegać cząsteczki alkoholu (ma miejsce adsorpcja). Nanostruktury wymagają niższej temperatury, ponieważ ich niewielkie rozmiary wzmacniają adsorpcję. Każdy "kwiatek" składa się z wiązki nanorurek o przekroju 15 nm. Utworzono je poprzez bombardowanie ultradźwiękami roztworu zawierającego cynk. Aby zbudować czujnik, badacze połączyli w obwód dwa płaty nanostruktur. Tylko jeden z nich był wystawiany na ewentualne działanie etanolu. Porównując oporność obu, można stwierdzić, czy w wydychanym powietrzu znajdował się alkohol. Nowy czujnik wykrywa tak małe ilości alkoholu, jak 50 części na milion. W praktyce konieczny jest dodatek platyny lub złota, by sensor stał się jeszcze czulszy. Tsang widzi wiele zastosowań nanokwiatów, np. przy monitorowaniu spalania gazów (w pojazdach mechanicznych lub fabrykach), analizie oparów lub składu pokarmów czy wydychanego powietrza. Przypuszczam, że nowy materiał może stanowić dobry materiał katalizujący — dodaje Tsang. Tlenek cynku z dodatkiem miedzi jest już stosowany do odsiarczania metanu.