p Um sensor químico sem bateria depende de interações dinâmicas de moléculas com superfícies de nanofios semicondutores que podem induzir tensões elétricas entre segmentos de nanofios.
p (PhysOrg.com) - Ao contrário de muitos detectores químicos convencionais que requerem uma fonte de alimentação externa, Os pesquisadores de Lawrence Livermore desenvolveram um nanosensor que depende de nanofios semicondutores, em vez de baterias tradicionais. p O dispositivo supera o requisito de energia dos sensores tradicionais e é simples, altamente sensível e pode detectar várias moléculas rapidamente. Seu desenvolvimento pode ser o primeiro passo para fazer um sensor químico facilmente implantável no campo de batalha.
p Yinmin "Morris" Wang do laboratório e colegas Daniel Aberg, Paul Erhart, Nipun Misra, Aleksandr Noy e Alex Hamza, junto com colaboradores da Universidade de Xangai para Ciência e Tecnologia, fabricaram os detectores sem bateria de primeira geração que usam nanofios semicondutores unidimensionais.
p Os nanosensores tiram vantagem de uma interação única entre as espécies químicas e as superfícies dos nanofios semicondutores que estimulam uma carga elétrica entre as duas extremidades dos nanofios ou entre os nanofios expostos e não expostos.
p O grupo testou os sensores sem bateria com diferentes tipos de plataformas - óxido de zinco e silício - usando solvente de etanol como agente de teste.
Veja um vídeo de Wang descrevendo o novo dispositivo. p No sensor de óxido de zinco, a equipe descobriu que houve uma mudança na voltagem elétrica entre as duas extremidades dos nanofios quando uma pequena quantidade de etanol foi colocada no detector.
p “O aumento do sinal elétrico é quase instantâneo e decai lentamente conforme o etanol evapora, "Disse Wang.
p Contudo, quando a equipe colocou uma pequena quantidade de solvente hexano no dispositivo, pouca voltagem elétrica foi vista, "indicando que o nanosensor responde seletivamente a diferentes tipos de moléculas de solvente, "Disse Wang.
p A parte do sensor do dispositivo tem cerca de 2 milímetros de tamanho.
p A equipe usou mais de 15 tipos diferentes de solventes orgânicos e viu diferentes voltagens para cada solvente. "Essa característica possibilita que nossos nanossensores detectem diferentes tipos de espécies químicas e seus níveis de concentração, "Disse Wang.
p A resposta a diferentes solventes foi um tanto semelhante quando a equipe testou os nanossensores de silício. Contudo, a queda da voltagem conforme o solvente evaporava era drasticamente diferente dos sensores de óxido de zinco. "Os resultados indicam que é possível estender a plataforma de detecção sem bateria para sistemas de nanofios semicondutores alinhados aleatoriamente, "Disse Wang.
p O próximo passo da equipe é testar os sensores com moléculas mais complexas, como as de explosivos e sistemas biológicos.
A pesquisa aparece na capa interna da edição de 4 de janeiro de
Materiais avançados.
