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食品安全保驾有新招 科学家打造碳纳米管铅笔传感器

2012-10-15 11:10
Hsiao Chen
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  据国外媒体报道,来自麻省理工大学(MIT)的一组科学家,最新发明一种特制的超导碳纳米管铅笔。这种纳米管铅笔能将其在空气中的感应情况描绘在纸上。

  这支带电的碳纳米管非常的细,大约是人类头发的五万分之一。它是一个非常强的传感器,当外部分子碰到其表面时,会被绑定在纳米管上,并立即改变纳米管的电流。这种报警系统可以用作检测空气中的化学变化,因此它可能在发展生物传感器监测国家安全上有用处。它甚至可以用在食品安全上,年初MIT就宣布他们发明了一种碳纳米管,可以用来检测成熟水果释放出来的乙烯水平。

  据MIT表示,建立这些传感器是一个危险的过程,尽管也非常昂贵。它包括将这些纳米管溶解在有毒溶剂(例如氯苯)中,因此不可能大量生产。由Timothy Swager教授领导的这支研究小组,研究出了一种新奇的,无溶剂的方法来克服了这一缺陷。博士后Katherine Mirica发明了这支铅笔,它与碳纳米管具有相同的性能,能够提供一个简单的方法,将导电涂层涂抹在各种表面。

  Katherine Mirica 说:“碳纳米管是通过化学方法与铅笔端石墨结合”。研究小组将商业的碳纳米管粉末压缩成铅笔头,这样能让其稳定且极其可靠。Swager说:“你想象不出更稳定的方法,分子都是被固定住的”。研究小组然后印制金电极至标准的纸上(纸张越光滑越好),通过这支新的铅笔画一条碳纳米管线在纸上。剩下的就是通过碳纳米管上的电流来跟踪它的变化。这种特殊的传感器可以测定大气中氨的含量,所有不同类型的检测物都可以使用相同的检测制作过程。

  将不同的金属原子绑定到碳原子上制成的纳米管,能够结合不同的气体分子。Swager表示:“我认为我们可以制成一种能够检测所有挥发性物质的传感器”。

  不仅是这个制作过程比常规方法更安全,它同时也意味着几乎任何一个人都可以制作这种表面涂层-研究显示不规律的涂层到这个传感器上并不会影响它的可靠性,因此尽管你在涂抹时可能手抖,也不影响你成为一名制作碳纳米传感器的专家。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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