Uitrekbare draagbare gassensor voor ultra-gevoelige NO₂-detectie

Een team heeft een uitrekbare, draagbare gassensor voor omgevingsensing ontwikkeld en getest. Het combineert een nieuw ontwikkeld laser-geïnduceerd grafietschuimmateriaal met een unieke vorm van molybdeen-disulfide en gereduceerd-grafiet-oxide nancomposieten. De onderzoekers waren geïnteresseerd in hoe verschillende morphologieën, of vormen, van de gasgevoelige nancomposieten de gevoeligheid van het materiaal beïnvloeden voor het detecteren van stikstofdioxidedemoleculen bij zeer lage concentratie. Om de morfologie te veranderen, vulden ze een container met heel fijn gemalen zoutkristallen.

Stikstofdioxide is een schadelijk gas uitgestoten door voertuigen dat bij lage concentraties de longen kan irriteren en bij hoge concentraties tot ziekte en dood kan leiden. Toen de onderzoekers molybdeen-disulfide en gereduceerd grafiet-oxide precursors aan de kan toevoegden, vormden de nancomposieten structuren in de kleine ruimtes tussen de zoutkristallen. Ze probeerden dit met een verscheidenheid aan verschillende zoutformaten en testten de gevoeligheid op conventionele interdigiteerde elektroden alsook het laser-geïnduceerde grafietplatform. Toen het zout door oplossen in water verwijderd werd, bepaalden de onderzoekers dat de kleinste zoutkristallen de meest gevoelige sensor mogelijk maakten.

De testen werden gedaan tot 1 deel per miljoen en lagere concentraties, wat 10 keer beter kan zijn dan conventioneel ontwerp. Het team kon de gevoeligheid en signaal-ruis-verhouding van de gassensor verbeteren door de morfologie van het composietmateriaal en de configuratie van het sensor-testplatform te controleren.