中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
受蝴蝶翅膀表面的啟發(fā)，研究人員開(kāi)發(fā)了一種光激活氫傳感器，該傳感器在室溫下可產(chǎn)生超高精度結果。該技術(shù)可以在氫氣泄漏構成安全隱患之前就對其進(jìn)行檢測，并且可以測量人們呼吸中的少量氣體，以診斷腸道疾病。
商用氫傳感器只能在150°C或更高的溫度下工作，但是由澳大利亞墨爾本皇家墨爾本理工大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)的，其原型是由光而不是熱量驅動(dòng)的。
共同首席研究員Ylias Sabri博士說(shuō)，該原型機具有可擴展性，成本效益，并提供了目前市場(chǎng)上任何氫傳感器無(wú)法比擬的全部功能。
薩布里說(shuō)：“有些傳感器只能測量極少量，有些可以檢測到較大的濃度；它們都需要大量的熱量才能工作。而我們的氫傳感器不僅靈敏，且選擇性強，可在室溫下工作，并且可以檢測整個(gè)水平范圍?！痹搨鞲衅骺梢詸z測到濃度范圍從百萬(wàn)分之10的分子（用于醫學(xué)診斷）到40,000百萬(wàn)（該氣體可能爆炸的水平）的氫氣。
受到蝴蝶啟發(fā)的傳感器如何工作？
新傳感器的創(chuàng )新核心點(diǎn)在于：它由稱(chēng)為光子或膠體晶體的微小球體組成。這些空心形狀類(lèi)似于在蝴蝶翅膀表面上發(fā)現的微小凸起，是高度有序的結構，在吸收光方面非常有效。這種效率意味著(zhù)新傳感器可以從光束而不是熱量中吸收其運行所需的所有能量。
這些微小的空心球（稱(chēng)為光子晶體）是新型氫傳感器的創(chuàng )新核心，它受到蝴蝶翅膀凹凸不平的表面的啟發(fā)。（圖像放大40,000倍）
博士研究人員和第一作者Ebtsam Alenezy表示，與通常在150C至400C下運行的商用氫傳感器相比，該室溫傳感器更安全，更便宜。她說(shuō)：“光子晶體使我們的傳感器能夠被光激活，它們還提供了對可靠的氣體感應至關(guān)重要的結構一致性。具有一致的結構，一致的制造質(zhì)量和一致的結果至關(guān)重要，而這正是自然界通過(guò)這些具有生物靈感的形狀為我們帶來(lái)的。為了制造傳感器，首先用光子晶體的薄層覆蓋電子芯片，然后用鈦鈀復合材料覆蓋。
當氫與碎片相互作用時(shí)，氣體轉化為水。這個(gè)過(guò)程會(huì )產(chǎn)生一個(gè)電子電流，通過(guò)測量電流的大小，傳感器可以準確地分辨出有多少氫存在。與許多在氮氧化物存在下掙扎的商用傳感器不同，該新技術(shù)具有很高的選擇性，因此可以準確地將氫氣與其他氣體隔離。
