Tragbarer, dehnbarer Gassensor

Ein Team hat einen dehnbaren, tragbaren Gassensor für die Umweltsensorik entwickelt und getestet. Es kombiniert ein neu entwickeltes laserinduziertes Graphenschaummaterial mit einer einzigartigen Form von Molybdändisulfid und Nanokompositen mit reduziertem Graphenoxid. Die Forscher waren daran interessiert zu sehen, wie unterschiedliche Morphologien oder Formen der gasempfindlichen Nanokomposite die Empfindlichkeit des Materials für den Nachweis von Stickstoffdioxidmolekülen in sehr geringer Konzentration beeinflussen. Um die Morphologie zu verändern, füllten sie einen Behälter mit sehr fein gemahlenen Salzkristallen.

Stickstoffdioxid ist ein schädliches Gas, das von Fahrzeugen ausgestoßen wird, das in geringen Konzentrationen die Lungen reizen und in hohen Konzentrationen zu Krankheiten und zum Tod führen kann. Als die Forscher dem Kanister Molybdändisulfid und reduzierte Graphenoxid-Vorstufen hinzufügten, bildeten die Nanokomposite Strukturen in den kleinen Zwischenräumen zwischen den Salzkristallen. Sie versuchten dies mit einer Vielzahl unterschiedlicher Salzgrößen und testeten die Empfindlichkeit auf herkömmlichen ineinandergreifenden Elektroden sowie der laserinduzierten Graphen-Plattform. Als das Salz durch Auflösen in Wasser entfernt wurde, stellten die Forscher fest, dass die kleinsten Salzkristalle den empfindlichsten Sensor ermöglichen.

Die Tests wurden mit 1 ppm und niedrigeren Konzentrationen durchgeführt, was 10-mal besser sein könnte als herkömmliches Design. Das Team konnte die Empfindlichkeit und das Signal-Rausch-Verhältnis des Gassensors verbessern, indem es die Morphologie des Verbundmaterials und die Konfiguration der Sensortestplattform steuerte.