Инженеры из Массачусетского технологического института предложили использовать спрессованные в карандашный грифель нанотрубки для создания газовых химических сенсоров. Работа опубликована в журнале Angewandte Chemie, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте института.
Узнайте больше в полной версии ➞Принцип работы сенсора основан на том, что углеродные нанотрубки очень чувствительны к присутствию посторонних молекул на их поверхности. В норме эта форма углерода обладает крайне низким сопротивлением, но в присутствии некоторых газов оно значительно увеличивается. Определяя изменение сопротивления, можно судить о концентрации активного газа в среде.
Созданный инженерами сенсор представлял собой полоску обычной бумаги с расположенными на ней золотыми контактными электродами. Чтобы сделать его функциональным, достаточно нарисовать грифелем из спрессованных нанотрубок соединяющие электроды полоски. После этого устройство можно подключить к компьютеру и, основываясь на измерении сопротивления, судить о концентрации интересующих газов. Причем, поскольку определяется изменение сопротивления, а не его абсолютная величина, неточности рисунка не сказываются на функциональности устройства.
Традиционно для нанесения нанотрубок на сенсоры используют жидкостную печать в агрессивных органических растворителях. По словам исследователей, использование грифеля вместо жидкого раствора не только упрощает нанесение, но и делает нанотрубки стабильнее.
Чувствительность детектора к конкретному типу газа определяется его химическим сродством к нанотрубкам. Этим сродством можно управлять, модифицируя их поверхность с помощью специальных добавок. Например, ранее эта же группа ученых продемонстрировала сенсор, способный определять концентрацию этилена. Заставить молекулы этилена присоединятся к нанотрубкам удалось при помощи обработки их органическими комплексами меди. Предполагается, что детекторы этилена помогут определять степень зрелости фруктов во время транспортировки и будут установлены в каждой индивидуальной упаковке.