탄소 기반 공기질 센서

과학자들은 매우 민감하고 정확한 이산화질소(NO₂ ) 가정, 공공 및 산업 설정에서 인명을 구할 수 있는 잠재적 응용 프로그램이 있는 센서. NO₂에 대한 장기 노출 - 연소 엔진 및 산업 공정에서 발생하는 주요 대기 오염 물질은 호흡기 문제를 일으킬 수 있으며, 이는 특히 아기와 천식 환자에게 심각하고 생명을 위협할 수도 있습니다. 가스 센서는 NO₂의 정확한 판독값을 제공할 수 있습니다. 스마트폰 및 응용 프로그램과 동기화할 수 있는 저렴하고 휴대 가능한 사물 인터넷 장치에서 로컬 환경의 수준입니다.

NO₂ 노출 방지를 위한 공기질 모니터링 ppb(parts-per-billion) 수준에서는 현재 다루기 어렵고 값비싼 장비에서만 가능하므로 거의 구현되지 않습니다. 이 작업의 목표는 20ppb 미만의 NO₂를 감지할 수 있을 만큼 충분히 민감하고 정확한 장치를 만드는 것이었습니다. 공중에서 작동하지만 실제 상황에서도 작동할 수 있으며 광범위하게 사용할 수 있을 만큼 충분히 편리하고 저렴합니다.

팀이 NO₂를 개발했을 때 돌파구가 생겼습니다. NO₂에 대해 탁월한 선택성을 갖는 것으로 밝혀진 레이저 증착 탄소 에어로겔(LDCA) 기반 감지 층 다른 일반적인 대기 오염 물질보다 뛰어나 탄소 나노 물질 중에서 고유합니다. 확장 가능하고 저렴한 1단계 레이저 공정을 사용하여 LDCA의 얇고 다공성이며 잘 접착된 필름을 전극에 증착한 다음 지속적인 공기 모니터링을 위해 다양한 장치 구조에 수용할 수 있습니다. 센서는 10ppb에 가까운 NO₂를 감지할 수 있을 정도로 민감합니다. 15분 이내에 결정적으로 실온에서 작동할 수 있습니다. 다른 많은 센서에 문제가 되는 환경인 습한 조건에서도 잘 작동합니다.

창유리의 응결처럼 이 개발에 사용된 탄소와 같은 나노물질은 거의 항상 표면에 물을 가지고 있습니다. 일반적으로 이것은 기술을 방해하기 때문에 부정적이지만 이 경우 팀은 NO₂ 를 선택적으로 용해하기 위해 유리하게 물 층을 사용할 수 있었습니다. 주변 조건에서 일반적으로 발견되는 다른 휘발성 물질 대신.

센서의 잠재적 응용 프로그램에는 아기 침실의 공기 품질을 모니터링하고 오염 수준이 높은 것을 피하기 위해 최적의 도보 또는 자전거 경로와 시간을 알려주고 부동산 중개인이 장래의 집을 제공하는 데 도움이 되는 안전 장치가 포함될 수 있습니다. NO₂에 대한 정보가 있는 구매자 가정과 지역의 수준.

데이터는 또한 대기 질에 긍정적인 조치를 취하기 위해 국가 또는 전 세계 오염 모니터링 데이터베이스에 입력할 수 있습니다.