Графеновые шары действуют как датчики для трудно обнаруживаемых газов
Ученые превратили наноматериал в микроскопические шарики, которые, по их словам, могут различать различные виды этих трудно обнаруживаемых благородных газов, измеряя, как долго они проходят через крошечные перфорации на поверхности шариков.
Графен поможет обнаружить благородные газы
Графен обладает множеством привлекательных свойств для материаловедов, работающих над созданием всего, начиная от компьютерных чипов нового поколения, заканчивая современными солнечными батареями и более чувствительными микрофонами. Но команда исследователей из Технологического университета Делфта и Университета Дуйсбург-Эссен, стоявшая за этим новым прорывом, стремилась использовать, в частности, два свойства.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
Графен толщиной всего в один атом невероятно тонкий, но, несмотря на это, способен выдерживать большие нагрузки, что, по мнению команды, делает его хорошо подходящим для работы по фильтрации и обнаружению газов. Хотя сам по себе графен не проницаем, команда решила эту проблему, сделав перфорацию размером всего 25 нанометров в двухслойном графене, который использовался для создания крошечных шариков, из которых под давлением могут выходить газы.
ЭФИРЫ c ЛУЧШИМИ психологами, врачами, остеопатами
в закрытом клубе course.econet.ru
ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП
Графеновые шары действуют как датчики для трудно обнаруживаемых газов
Это было достигнуто сначала с помощью лазера, который нагревал различные газы внутри баллона, заставляя их расширяться, а затем фильтровать через небольшие отверстия. В зависимости от их массы и молекулярной скорости различные газы выходят из баллона с разной скоростью. Это делает шарики инструментом, хорошо подходящим для обнаружения инертных газов, что традиционно довольно сложно, так как они не реагируют с другими материалами.
«Представьте себе воздушный шар, который сдувается, когда вы выпускаете воздух, – говорит исследователь из ТУ Делфт Ирек Рослонь, – Мы измеряем время, необходимое шару для сдутия». При таком небольшом масштабе это происходит очень быстро – примерно в пределах 1/100 000 секунды – и интересно, что продолжительность времени сильно зависит от типа газа и размера пор. Например, гелий, легкий газ с высокой молекулярной скоростью, выходит в пять раз быстрее криптона, тяжелого и медленно движущегося газа».
Команда надеется, что на основе этой доказательной технологии, используя данный подход, будут разработаны новые типы датчиков, которые могут быть использованы для обнаружения инертных газов в промышленных условиях, или для использования в качестве недорогих мониторов качества воздуха. Кроме того, по их словам, работа также демонстрирует, как графен может использоваться для изучения газовой динамики на микроскопических масштабах.
Ученые превратили наноматериал в микроскопические шарики, которые, по их словам, могут различать различные виды этих трудно обнаруживаемых благородных газов, измеряя, как долго они проходят через крошечные перфорации на поверхности шариков.
Графен обладает множеством привлекательных свойств для материаловедов, работающих над созданием всего, начиная от компьютерных чипов нового поколения, заканчивая современными солнечными батареями и более чувствительными микрофонами. Но команда исследователей из Технологического университета Делфта и Университета Дуйсбург-Эссен, стоявшая за этим новым прорывом, стремилась использовать, в частности, два свойства.
Графен толщиной всего в один атом невероятно тонкий, но, несмотря на это, способен выдерживать большие нагрузки, что, по мнению команды, делает его хорошо подходящим для работы по фильтрации и обнаружению газов. Хотя сам по себе графен не проницаем, команда решила эту проблему, сделав перфорацию размером всего 25 нанометров в двухслойном графене, который использовался для создания крошечных шариков, из которых под давлением могут выходить газы.
Это было достигнуто сначала с помощью лазера, который нагревал различные газы внутри баллона, заставляя их расширяться, а затем фильтровать через небольшие отверстия. В зависимости от их массы и молекулярной скорости различные газы выходят из баллона с разной скоростью. Это делает шарики инструментом, хорошо подходящим для обнаружения инертных газов, что традиционно довольно сложно, так как они не реагируют с другими материалами.
«Представьте себе воздушный шар, который сдувается, когда вы выпускаете воздух, – говорит исследователь из ТУ Делфт Ирек Рослонь, – Мы измеряем время, необходимое шару для сдутия». При таком небольшом масштабе это происходит очень быстро – примерно в пределах 1/100 000 секунды – и интересно, что продолжительность времени сильно зависит от типа газа и размера пор. Например, гелий, легкий газ с высокой молекулярной скоростью, выходит в пять раз быстрее криптона, тяжелого и медленно движущегося газа».
Команда надеется, что на основе этой доказательной технологии, используя данный подход, будут разработаны новые типы датчиков, которые могут быть использованы для обнаружения инертных газов в промышленных условиях, или для использования в качестве недорогих мониторов качества воздуха. Кроме того, по их словам, работа также демонстрирует, как графен может использоваться для изучения газовой динамики на микроскопических масштабах.
https://econet.ru/articles/grafenovye-shary-deystvuyut-kak-datchiki-dlya-trudno-obnaruzhivaemyh-gazov
05.12.2020