Uma lufada de tecnologia fresca – sensores de nanotubos de carbono cheiram a gases com precisão sem precedentes

Uma equipe de pesquisadores do IMDEA Nanociencia Institute e Università Cattolica del Sacro Cuore revelou uma nova classe de sensores de gás baseados em nanotubos de carbono funcionalizados com hortelã, oferecendo precisão sem precedentes na detecção e distinção de compostos orgânicos voláteis.

Esse “nariz eletrônico“É feito de uma variedade personalizada de quimionsistores para sentir gases como amônia, dióxido de nitrogênio ou vapores de acetona em temperatura ambienteabrindo o caminho para baixa potência Monitores ambientais e diagnóstico de respiração vestível. Os resultados são publicado no Jornal da American Chemical Society.

Os nanotubos de carbono de parede única são materiais ideais para detectar devido ao seu Área de superfície altamas sua extrema sensibilidade vem com uma desvantagem: baixa seletividade. Para abordar isso, os pesquisadores “vestiram” nanotubos de carbono com moléculas de anel para melhorar sua capacidade de discriminar entre compostos químicos.

Esses derivados de nanotubos de carbono, conhecidos como nanotubos de carbono mecanicamente intertravados (Mints), fornecem uma maneira de introduzir funcionalidades químicas em nanotubos de carbono sem alterar sua estrutura intrínseca.

Os químicos à base de hortelã responderam significativamente melhor aos gases-alvo-incluindo NH₃, EtOH, IPA, benzeno, NO₂, acetona e naclo-nanotubos de carbono não modificados, mesmo em baixas concentrações (10-200 ppm). Os pesquisadores provaram seu limite de detecção, sendo abaixo de dezenas de peças por bilhão (PPB).

Montados em uma matriz, esses sensores se comportam como um sistema olfativo synthetic, capaz de identificar seletivamente analitos específicos, apesar da presença de potenciais interferências. Por exemplo, a amônia foi distinguida com sucesso de uma variedade de outros vapores. Uma camada de sensor otimizada apareceu até 10 × maior sensibilidade e tempos de resposta mais rápidos, simplesmente reduzindo a espessura do filme.

A pesquisa constitui uma prova eletrônica de prova de conceito, que não apenas demonstra o poder de sensores baseados em hortelã para detecção complexa de gás, mas também destaca sua personalização. Com o controle sintético sobre a estrutura das moléculas interligadas, os pesquisadores podem ajustar as propriedades do sensor, abrindo uma nova fronteira no design de narizes eletrônicos inteligentes, seletivos e escaláveis.