Instituto de Acústica da Academia Chinesa de Ciências desenvolve novo sensor de dióxido de nitrogénio

De acordo com pt.wedoany.com-No dia 22 de julho, a equipa do investigador Wang Wen, do Instituto de Acústica da Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu com sucesso um novo sensor capaz de detetar dióxido de nitrogénio com alta sensibilidade à temperatura ambiente. Os resultados da investigação foram publicados na revista Nano Research.

O dióxido de nitrogénio é um gás nocivo comum nos gases de escape industriais e automóveis, representando riscos potenciais para o trato respiratório humano e para o ecossistema. Os sensores tradicionais de dióxido de nitrogénio geralmente necessitam de aquecimento a altas temperaturas para alcançar alta sensibilidade, apresentando problemas como elevado consumo de energia e estabilidade limitada. A tecnologia de deteção de gases vestigiais que funciona de forma estável à temperatura ambiente tem sido um foco de investigação na área da monitorização ambiental.

A equipa de Wang Wen inovou ao combinar nanoclusters de platina com tecnologia de dispositivos de ondas acústicas de superfície, sintetizando nanoclusters de platina com um diâmetro médio de aproximadamente 2,4 nanómetros, uniformemente carregados na superfície do óxido de grafeno como camada sensível, e integrando-os num dispositivo de linha de atraso de ondas acústicas de superfície. Quando as moléculas de dióxido de nitrogénio são capturadas pela camada sensível, desencadeiam uma transferência de eletrões, e o dispositivo de ondas acústicas de superfície converte o processo de adsorção num sinal elétrico mensurável através dos efeitos de carga de massa e acoplamento acústico-elétrico.

Os dados experimentais mostram que o sensor deteta concentrações de dióxido de nitrogénio tão baixas quanto 20 ppb à temperatura ambiente, com uma sensibilidade de 45,4 mV/ppm, um limite de deteção teórico de aproximadamente 6 ppb e um tempo de resposta de cerca de 50 segundos. O dispositivo apresenta boa seletividade em relação a gases interferentes comuns, como hidrogénio, amoníaco e metano, mantendo 90,5% do seu desempenho inicial após 30 dias de armazenamento, demonstrando boa repetibilidade e estabilidade a longo prazo.

Wang Wen afirmou que esta investigação oferece uma nova abordagem para o desenvolvimento de sensores de gás de baixo consumo energético e alta sensibilidade à temperatura ambiente, com potencial para desempenhar um papel importante em áreas como a monitorização da qualidade do ar e a segurança industrial.