MIT chế tạo bút chì đặc biệt làm từ ống nano carbon để dùng cho cảm biến khí độc
shinbehv
9 nămBình luận: 25
pencilleads.jpg

Với mục đích cho ra đời các máy dò khí độc đơn giản và tiện dụng, mới đây các nhà khoa học tại Học viện công nghệ Massachusetts (MIT, Hoa Kỳ) vừa phát minh một loại cảm biến (sensor) mới dễ chế tạo nhưng lại làm việc vô cùng hiệu quả. Để có một cảm biến như vậy người ta chỉ việc lấy một chiếc bút chì có lõi làm từ các ống nano carbon nén sẵn rồi nối liền các điện cực bằng vàng cực mỏng được in trên giấy.

Như chúng ta đã biết, ngày nay gas hóa lỏng hay các hóa chất dạng khí nén được sử dụng ngày một nhiều trong đời sống thường nhật và công nghiệp. Một vài trong số chúng dễ bị rò rỉ và có thể gây nguy hiểm tới người sử dụng. Mặc dù khí đốt sinh hoạt (vốn không mùi) được trộn thêm phụ gia tạo mùi cho người dùng dễ nhận biết, nhưng không phải lúc nào nó cũng hiệu quả và khi ấy tai nạn đáng tiếc có thể xảy ra. Với mong muốn tạo ra một thiết bị nhận biết khí độc nhỏ gọn, đơn giản, và có độ nhạy cao, nhóm nghiên cứu đã xem xét ý tưởng về cảm biến vẽ từ bút chì làm bằng nano carbon.

Thực ra ý tuởng về một loại cảm biến dựa trên ống nano carbon không phải là mới, từ lâu người ta đã cố gắng sử dụng nó trong các máy phát hiện chất độc hóa học. Nguyên tắc làm việc của nó có thể được mô tả ngắn gọn như sau: khi đưa cảm biến có các ống nano carbon vào môi trường nó sẽ hấp thụ các phân tử chất độc. Do các ống nano carbon dẫn điện nên khi bị pha tạp chất độc, nó sẽ cản trở dòng electron chạy qua, nói cách khác các phân tử chất độc làm tăng điện trở của cảm biến. Vì thế khi nối cảm biến vào hai đầu một điện cực, người ta có thể xác định độ tăng điện trở là bao nhiêu, từ đó chỉ ra nồng độ khí độc nếu nó xuất hiện trong môi trường với độ nhạy rất cao. Tuy nhiên, để tạo ra các cảm biến kiểu như vậy, người ta phải hòa tan các ống nano vào một dung môi đặc biệt như diclobenzen (C6H4Cl2). Sẽ không có gì phải chú ý nếu bản thân dung môi này không phải là một chất gây hại với con người.

Để giải quyết vấn đề này, giáo sư Timothy Swager cùng các cộng sự đã đề xuất phương án thay thế C6H4Cl2 bằng cách nén chặt các ống nono carbon với nhau để tạo thành một cấu trúc rắn có dạng kiểu graphite (các bạn muốn hiểu rõ hơn về các cấu trúc thù hình này của carbon có thể tham khảo ở đây). Sau đó họ đưa khối chất tạo được vào làm lõi của những chiếc bút chì bình thường.

Như đã nói ở trên, mỗi cảm biến khí độc còn phải cần các điện cực. Để nó làm việc hiệu quả thì nhóm nghiên cứu đã in các vạch điện cực liên tiếp làm từ những lớp vàng siêu mỏng trên giấy. Do vàng có độ dẫn điện rất cao cùng khả năng chống oxi hóa tốt nên cảm biến dạng này có thể bảo quản lâu dài mà vẫn làm việc cực nhạy. Mỗi lần cần sử dụng, người ta chỉ việc lấy bút chì vẽ các đường nối các điện cực với nhau rồi đưa vào môi trường. Sau khi có mẫu, họ sẽ nối chúng với một mạch điện có sẵn để đo điện trở của cảm biến, từ đó đưa kết luận về mức độ khí độc có trong môi trường. Được biết, khi sử dụng cảm biến mới của MIT trong môi trường thử nghiệm đầu tiên với khí amoni (NH3) đã cho kết quả rất ấn tượng.

Quá trình thực tế cũng cho thấy những tấm giấy phẳng được sử dụng sẽ làm cho độ nhạy của sensor tốt hơn là khi nó bị biến dạng. Theo nhóm nghiên cứu, ưu điểm của loại cảm biến mới là nó không độc, có độ bền cao và quan trọng nhất là giá thành của nó rất cạnh tranh so với các cảm biến truyền thống.

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu tại MIT dự định thay thế các lõi bút chì làm từ ống nano carbon bằng các lõi kim loại hoặc vật liệu polyme đặc biệt. Họ cũng có kế hoạch mở rộng khả năng hoạt động của cảm biến với các loại chất độc khác.

Mời các bạn xem video dưới đây để rõ thêm chi tiết về loại cảm biến mới này:


Nguồn: MIT
24 bình luận
cũng hay nhỉ
@inconsolable1910 chỉ nói đc thế thôi ah?;)
Có thiết thực ko nhỉ,Video toàn thấy cô kia nói @#$%^ chẳng hiểu gì cả 😁
BQDuong
CAO CẤP
9 năm
cái này cho điệp viên xài đc
Cảm biến màu, cảm biến khói, cảm biến nhiêt,...h là cảm biến khí độc.
KHÔNG BIẾT SAU NÀY CB J NỮA

Sent from my GT-I9100 using Tinhte.vn
mr dinh
TÍCH CỰC
9 năm
@tongkien cảm biến phát hiện thành phần fan và antifan.
nguyentaift
ĐẠI BÀNG
9 năm
Công nghệ carbon ngày càng phát triển

Sent from my LG-P990 using Tinhte.vn
tanpro8xx
ĐẠI BÀNG
9 năm
ngon phát này rất hay.
duchuykun
ĐẠI BÀNG
9 năm
Cái học viện công nghệ này là trường đại học đứng đầu thế giới, hơn cã havard. Vào đây học thì tuyệt 😁
Cái này phổ thông cho chuyên ngành nào đó thôi. Sẽ không phải là phổ thông cho chúng ta. He he

Sent from my GT-I9300 using Tinhte.vn
chuoic
TÍCH CỰC
9 năm
Chắc chả được dùng 😔
MIT đúng là bá đạo, toàn nghĩ ra những thứ đi trước thế giới...
Tương lai rồi cái gì cũng gắn sensor thôi. Sắp tới chắc có BCS gắn cảm biến nhận biết bệnh tật chăng.
@cutamthat Bác này hài vãi 😃
@cutamthat 😕
Tùy ngành gì nữa chứ bồ tèo. Thế vào trường luật mà bảo đi đỡ đẻ có fải là ngớ ngẩn k 😃

Sent from my Milestone using Tinhte.vn
bernerasu
TÍCH CỰC
9 năm
ồ, vậy phải cung cấp cho quân đội ngay mới được, chứ cái hộp trinh độc nhìn thấy phát ớn.
Làm khoa học mà xinh thế :p.

PS : Tay có nhẫn rồi , chán thế 😁
Pro nghiên cứu đi. Biết đâ TT lại có bài ''Hands-on cảm biến phát hiện fans and Untifans"

like nào các bạn....
Chỉ thích phân kim cảm biến. Cái đó lợi hơn.
Thế bút này mấy củ 1 chiếc
MIT thật là rảnh.....


Tải app Tinh tế

Tải app Tinhte - Theo dõi thông tin mà bạn yêu thích

Tải app TinhteTải app Tinhte
Tải app Tinh tế cho Android trên Google PlayTải app Tinh tế cho iPhone, iPad trên App Store





Đang theo dõi




  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2021 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: 209 Đường Nam Kỳ Khởi Nghĩa, Phường 7, Quận 3, TP.HCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019