AZ 
Polimer örtük MXene əsaslı hava keyfiyyəti sensorunun yarı ömrünü 200% uzadır və bərpa etməyə imkan verir.
Kaitlyn Landram, Carnegie Mellon Universiteti Maşın Mühəndisliyi
Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir
Redaktorların qeydləriKredit: Unsplash/CC0 Public Domain
Təmizlik məhsulları, şamlar, beşiklər və kosmetika, havada milyonda 0,1 hissədən yüksək səviyyədə olduqda, insan sağlamlığı üçün risk olduğu təsbit edilən formaldehid adlı rəngsiz, qoxusuz kimyəvi maddə buraxan ümumi məişət əşyalarından yalnız bir neçəsidir.
Daxili hava keyfiyyətinin monitorinqini daha əlçatan etmək üçün Karnegi Mellon Universitetinin tədqiqatçıları aşağı qiymətli, uzunömürlü, qapalı formaldehid sensoru hazırlayıblar. MXene əsaslı sensorun üzərindəki unikal polimer örtük onun yarım ömrünü 200% uzadır, həm də performansı pisləşməyə başlayanda onu bərpa etməyə imkan verir.
MXene , üstün elektrik xassələri və çox yönlü səth kimyası sayəsində enerjinin saxlanması və qazın tədqiqində vəd göstərmiş birləşmələr sinfidir . Bu üstünlüklərə baxmayaraq, MXenes oksidləşməyə çox həssasdır, xüsusən hava və/və ya rütubətə məruz qaldıqda, MXene əsaslı hava keyfiyyəti monitorları üçün böyük problem yaradır.
Bu həftə Science Advances jurnalında dərc olunan yeni tədqiqat MXeneni polimer örtüklə əhatə etməklə bu problemin öhdəsindən gəlir. Mexanika Mühəndisliyi Professoru Reeja Jayanın rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, elektronika istehsalı üçün əsas olan materialların emalı texnikası olan Kimyəvi Buxar Çöküntüsündən istifadə edərək, buxarlanmış prekursor materiallarını MXene sensorunun yerləşdiyi vakuum kamerasına vurur. İsti qazlar polimerləşir və isti gündə kondensasiyanın buz kimi soyuq içki şüşəsinin kənarını necə örtdüyünə bənzər şəkildə soyuq sensorda nano örtük əmələ gətirir.
Polimer örtüyü olmadan , MXene sensoru iki aydan bir qədər çox davam etdi, lakin polimer təbəqəsi tətbiq edildikdə, sensor beş aydan çox işlədi.
Şvetha Sunil Kumar, tədqiqat məqaləsinin ilk müəllifi və Ph.D. Maşın Mühəndisliyi namizədi, müşahidə zamanı gözlənilməz bir şey gördü.
“Biz aşkar etdik ki, polimer təbəqəmiz eyni zamanda sensora havada formaldehidin daha aşağı səviyyələrini aşkar etməyə imkan verən kimyəvi reaksiyaya imkan verir. Sensoru daha həssas etmək üçün yeni molekul əmələ gəldiyindən, sensorun performansı pisləşməyə başlayanda bu molekulların daha çoxunun yaradılmasının sensorun bərpasına kömək edə biləcəyi ilə maraqlanmağa başladıq”, – Kumar izah etdi.
Əlbəttə ki, komanda ömrünün sonunda sensora rütubəti daxil etməklə, hissetmə qabiliyyətinin təxminən 90%-ni bərpa etdiyini tapdı.
“Sintez etdiyimiz polimer təbəqələri dielektrikdir və yüksək izolyasiyalıdır, effektiv struktur maneələr kimi çıxış edir” dedi Jayan. “Bu, sensorlarımızı həm sabit, həm də davamlı edir.”
İnşaat və Ətraf Mühit Mühəndisliyi üzrə köməkçi professor Cerri Vanq tərəfindən aparılan simulyasiyalar sensorların effektivliyini daha da sübut etdi. Böyük miqdarda müxtəlif molekulların təbəqədən nə qədər sürətlə hərəkət edə biləcəyini sınaqdan keçirərək, komanda polimer təbəqəsinin oksigen və nəm keçiriciliyini sürətlə yavaşlatdığını təsdiqlədi.
Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .
Jayan əmindir ki, bu materialların ömrünü və performansını artırmaq üçün digər cihazlara da tətbiq etmək olar. O, hazırda batareyaların ömrünü və təhlükəsizliyini artırmaq üçün oxşar texnologiya hazırlayır .
CMU-nun Atmosfer Hissəciklərinin Tədqiqatları Mərkəzinin direktoru və məqalənin həmmüəllifi Albert Presto hesab edir ki, bu texnologiya daxili hava keyfiyyəti sensorlarını daha çox yönlü edə bilər. Sensor asanlıqla cib telefonlarına və ya ağıllı ev cihazlarına qoşulur və davamlı inkişafla, o inanır ki, sensorlar nə vaxtsa divarlarımıza çəkilə və ya ardıcıl monitorinq üçün geyimimizə tikilə bilər.
“Daxili havanın keyfiyyətinə çox vaxt diqqət yetirilmir. “Biz plastik ağır dünyada yaşayırıq və bunun təsirləri var. Biz insanları qapalı çirkləndiricilər haqqında daha yaxşı maarifləndirmək istəyirik ki, onlar məlumatlı qərarlar qəbul edə bilsinlər. Yalnız bu halda biz qapalı havanın keyfiyyətini yaxşılaşdıra və sağlamlığa xas riskləri aradan qaldıra bilərik.”
Daha çox məlumat: Shwetha Kumar və digərləri, Ti 3 C 2 T x MXene əsaslı formaldehid sensorlarının sabitliyini artırmaq üçün başlayan kimyəvi buxar çökdürmə (iCVD) vasitəsilə polimer kapsulyasiyası , Elmdə irəliləyişlər (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adu6682 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu6682
Jurnal məlumatı: Science Advances
Carnegie Mellon Universiteti Mexanika Mühəndisliyi tərəfindən təmin edilmişdir
Daha çox araşdırın
Download QRPrint QR
