Un estensibile, sensore di gas indossabile per il rilevamento ambientale è stato sviluppato e testato dai ricercatori della Penn State, Northeastern University e cinque università in Cina.

Il sensore combina un materiale in schiuma di grafene indotto da laser di nuova concezione con una forma unica di bisolfuro di molibdeno e nanocompositi di ossido di grafene ridotto. I ricercatori erano interessati a vedere come le diverse morfologie, o forme, dei nanocompositi sensibili al gas influiscono sulla sensibilità del materiale alla rilevazione di molecole di biossido di azoto a concentrazione molto bassa. Per modificare la morfologia, hanno confezionato un contenitore con cristalli di sale molto finemente macinati.

Il biossido di azoto è un gas nocivo emesso dai veicoli che può irritare i polmoni a basse concentrazioni e portare a malattie e morte ad alte concentrazioni.

Quando i ricercatori hanno aggiunto al contenitore il bisolfuro di molibdeno e ridotto i precursori dell'ossido di grafene, i nanocompositi hanno formato strutture nei piccoli spazi tra i cristalli di sale. Hanno provato questo con una varietà di diverse dimensioni di sale e testato la sensibilità su elettrodi interdigitati convenzionali, così come la piattaforma di grafene indotta da laser di nuova concezione. Quando il sale è stato rimosso sciogliendolo in acqua, i ricercatori hanno determinato che i cristalli di sale più piccoli consentivano il sensore più sensibile.

"Abbiamo eseguito i test a 1 parte per milione e a concentrazioni inferiori, che potrebbe essere 10 volte migliore del design convenzionale, "dice Huanyu Larry Cheng, assistente professore di scienze ingegneristiche e meccanica e scienze e ingegneria dei materiali. "Si tratta di una complessità piuttosto modesta rispetto alla migliore tecnologia convenzionale che richiede una litografia ad alta risoluzione in una camera bianca".

Ning Yi e Han Li, dottorandi alla Penn State e coautori del documento in Materiali Oggi Fisica , aggiunto, "Il documento ha studiato le prestazioni di rilevamento del composto ridotto di ossido di grafene/disolfuro di molibdeno. Ancora più importante, troviamo un modo per migliorare la sensibilità e il rapporto segnale-rumore del sensore di gas controllando la morfologia del materiale composito e la configurazione della piattaforma di test del sensore. Riteniamo che il sensore estensibile di biossido di azoto possa trovare applicazioni nel monitoraggio ambientale in tempo reale o nel settore sanitario".