Esquerda:Imagem de microscopia eletrônica de resolução atômica das regiões de duas e três camadas de Re0.5Nb0.5S2 revelando sua ordem de empilhamento. À direita:Gráfico de transferência de carga no espaço real mostrando a transferência de carga de Re0.5Nb0.5S2 para a molécula de NO2. Tecla colorida:Re mostrado na marinha; Nb em violeta; S em amarelo; N em verde; H em cinza; O em azul; e C em vermelho. Crédito:Alex Zettl / Berkeley Lab
Dióxido de nitrogênio, um poluente atmosférico emitido por carros movidos a combustível fóssil e fogões a gás não é apenas ruim para o clima - é ruim para nossa saúde. Exposição de longo prazo a NO 2 tem sido associada ao aumento de doenças cardíacas, doenças respiratórias, como asma, e infecções.
O dióxido de nitrogênio é inodoro e invisível - portanto, você precisa de um sensor especial que possa detectar com precisão as concentrações perigosas do gás tóxico. Mas a maioria dos sensores disponíveis atualmente consome muita energia, pois geralmente devem operar em altas temperaturas para atingir o desempenho adequado.
Um sensor ultrafino, desenvolvido por uma equipe de pesquisadores do Berkeley Lab e UC Berkeley, poderia ser a resposta.
Em seu artigo publicado na revista Nano Letras , a equipe de pesquisa relatou um sensor "2D" atomicamente fino que funciona em temperatura ambiente e, portanto, consome menos energia do que os sensores convencionais.
Os pesquisadores dizem que o novo sensor 2D - que é construído a partir de uma liga de monocamada de dissulfeto de rênio e nióbio - também possui especificidade química superior e tempo de recuperação.
Ao contrário de outros dispositivos 2D feitos de materiais como o grafeno, o novo sensor 2D responde eletricamente de forma seletiva às moléculas de dióxido de nitrogênio, com resposta mínima a outros gases tóxicos, como amônia e formaldeído. Adicionalmente, o novo sensor 2D é capaz de detectar concentrações ultrabaixas de dióxido de nitrogênio de pelo menos 50 partes por bilhão, disse Amin Azizi, um pós-doutorado da UC Berkeley e principal autor do estudo atual.
Uma vez que um sensor baseado em dissulfeto de molibdênio ou nanotubos de carbono detectou dióxido de nitrogênio, pode levar horas para recuperar seu estado original em temperatura ambiente. "Mas nosso sensor leva apenas alguns minutos, "Azizi disse.
O novo sensor não é apenas ultrafino - também é flexível e transparente, o que o torna um ótimo candidato para sensores de monitoramento ambiental e de saúde vestíveis. "Se os níveis de dióxido de nitrogênio no ambiente local excederem 50 partes por bilhão, que pode ser muito perigoso para alguém com asma, mas agora, sensores pessoais de gás de dióxido de nitrogênio são impraticáveis ", disse Azizi. se integrado a smartphones ou outros aparelhos eletrônicos vestíveis, poderia preencher essa lacuna, ele adicionou.
O pesquisador de pós-doutorado e co-autor do Berkeley Lab, Mehmet Dogan, contou com o supercomputador Cori no National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC), uma instalação de usuário de supercomputação no Berkeley Lab, para identificar teoricamente o mecanismo de detecção subjacente.
Alex Zettl e Marvin Cohen, cientistas do corpo docente da Divisão de Ciências de Materiais do Berkeley Lab e professores de física da UC Berkeley, co-liderou o estudo.
