I ricercatori dell'Università di Pittsburgh hanno persuaso l'oro in nanofili come un modo per creare un materiale poco costoso per rilevare i gas velenosi presenti nel gas naturale. Insieme ai colleghi del National Energy Technology Laboratory (NETL), Alessandro Stella, professore associato di chimica presso la Kenneth P. Dietrich School of Arts and Sciences di Pitt e ricercatore principale del progetto di ricerca, ha sviluppato un metodo di autoassemblaggio che utilizza scaffold (una struttura utilizzata per sostenere o supportare un altro materiale) per coltivare nanofili d'oro. Le loro scoperte, intitolato "Saldatura di nanoparticelle d'oro su modelli grafici per il rilevamento chimico, " sono stati pubblicati online il 22 gennaio nel Giornale dell'American Chemical Society.
"I metodi più comuni per rilevare i gas richiedono apparecchiature ingombranti e costose, ", afferma Star. "I sensori basati su chip che si basano su nanomateriali per il rilevamento sarebbero meno costosi e più portatili in quanto i lavoratori potrebbero indossarli per monitorare i gas velenosi, come l'idrogeno solforato".
Star e il suo team di ricerca hanno stabilito che i nanomateriali d'oro sarebbero stati ideali per rilevare l'idrogeno solforato a causa dell'elevata affinità dell'oro per lo zolfo e delle proprietà fisiche uniche dei nanomateriali. Hanno sperimentato con nanotubi di carbonio e grafene, un filo di pollo su scala atomica fatto di atomi di carbonio, e hanno usato la modellazione al computer, Diffrazione di raggi X, e microscopia elettronica a trasmissione per studiare il processo di autoassemblaggio. Hanno anche testato le risposte dei materiali risultanti all'idrogeno solforato.
"Per produrre i nanofili d'oro, abbiamo sospeso i nanotubi in acqua con acido cloroaurico contenente oro, " dice Star. "Mentre mescolavamo e riscaldavamo la miscela, l'oro riduceva e formava nanoparticelle sulle pareti esterne dei tubi. Il risultato è stato un miscuglio altamente conduttivo di nanofili d'oro e nanotubi di carbonio".
Per testare la capacità dei nanofili di rilevare l'idrogeno solforato, Star e i suoi colleghi hanno lanciato una pellicola del materiale composito su un chip modellato con elettrodi d'oro. Il team è stato in grado di rilevare gas a livelli fino a 5 ppb (parti per miliardo), un livello di rilevamento paragonabile a quello delle tecniche di rilevamento esistenti. Inoltre, potrebbero rilevare l'idrogeno solforato in miscele complesse di gas che simulano il gas naturale. Star afferma che il gruppo ora testerà i limiti di rilevamento dei chip utilizzando campioni reali provenienti da pozzi di gas.
