Дефекты поверхности повышают чувствительность углеродных датчиков

20 июня 2019
34

Ученые из Института неорганической химии СО РАН совместно с французcкими коллегами проделали дырки в поверхности двухслойных углеродных нанотрубок и тем самым повысили чувствительность сенсора к воде. Результаты работы опубликованы в журнале Carbon.

Датчики влажности устанавливают в помещениях, для которых критично содержание молекул воды в воздухе, например в чистых высокотехнологических производствах, в музеях, в медицинских учреждениях и даже в овощехранилищах. Сорбционные датчики поглощают молекулы детектируемого вещества и отбирают у молекулы или отдают ей электрон. Электрический заряд поверхности датчика изменяется и генерирует сигнал.

Бездефектная поверхность углеродных нанотрубок взаимодействует с веществом недостаточно сильно. Чтобы это исправить, исследователи модифицировали двухслойные нанотрубки, синтезированные в лаборатории CIRIMAT Университета Поля Сабатье (Тулуза). Трубки поместили в горячую смесь серной и азотной кислот, и в результате в верхнем слое образовались отверстия, которые увеличивали чувствительность материала более чем на порядок.

«В результате травления на поверхности нанотрубок оставались кислородсодержащие группы, которые удерживали воду и снижали воспроизводимость измерений. Чтобы исправить этот недостаток, мы заменили данные группы на галогены, которые слабее связывают молекулы воды», — отметил научный сотрудник ИНХ СО РАН Виталий Сысоев.