นักวิจัยพบเทคนิคใหม่ปฏิวัติการผลิตนาโนเซนเซอร์ให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น

วิศวกรจาก Macquarie University ได้พัฒนาวิธีการผลิตนาโนเซนเซอร์ที่ใช้คาร์บอนน้อยลง ลดต้นทุน มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ใช้งานได้อย่างหลากหลาย และยังสามารถยกระดับกระบวนการสำคัญในการผลิตของอุตสาหกรรมมูลค่ากว่าล้านล้านดอลลาร์ฯ ได้อีกด้วย

ทีมวิจัยค้นพบวิธีที่จะรักษาเซนเซอร์แต่ละตัวด้วยการใช้เอทานอลหยดเดียวแทนที่จะใช้กระบวนการทั่วไปที่ให้ความร้อนระดับสูงกับวัสดุเซนเซอร์ ซึ่งนาโนเซนเซอร์นั้นเป็นการประกอบขึ้นจากอนุภาคนาโนนับล้านบนผิวเซนเซอร์ขนาดเล็ก และจะยังไม่สามารถใช้งานได้เมื่อผลิตเสร็จในตอนแรกเพราะพันธะยึดเหนี่ยวที่มีตามธรรมชาตินั้นมีช่องว่างระหว่างอนุภาคนาโนจำนวนมาก ทำให้การส่งสัญญาณไฟฟ้านั้นล้มเหลว

เซนเซอร์นาโนนั้นใช้พื้นที่ผิวจำนวนมากซึ่งต้องการชั้นอนุภาคนาโนอีกไม่น้อย ทำให้มีความอ่อนไหวสูงต่อสิ่งที่ต้องการตรวจจับ แต่เซนเซอร์นาโนส่วนใหญ่ไม่อาจทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพจนกว่าจะได้รับความร้อนและพลังงานที่เข้มข้นเป็นเวลาอย่างน้อย 12 ชั่วโมงด้วยอุณหภูมิสูงเพื่อผนึกชั้นของอนุภาคนาโนให้เป็นชิ้นเดียวกัน ทำให้เกิดช่องทางให้อิเล็คตรอนผ่านในแต่ละชั้นส่งผลให้เซนเซอร์ทำงานได้

ในทางกลับกันเตาอบมักทำลายเซนเซอร์ที่มีพื้นฐานมาจากโพลีเมอร์ และเซนเซอร์นาโนมักประกอบไปด้วยอิเล็กโทรดขนาดจิ๋วแบบเดียวกับที่อยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นาโนซึ่งจะละลายได้ ทำให้วัสดุหลายชนิดไม่สามารถทำเซนเซอร์ได้เพราะทนความร้อนไม่ไหว

แต่ด้วยเทคนิคใหม่ที่ค้นพบทำให้สามารถผ่านขั้นตอนใช้ความร้อนได้ เปิดโอกาสให้เซนเซอร์นาโนสามารถสร้างขึ้นได้จากวัสดุที่หลากหลายยิ่งขึ้น ด้วยการหยดเอทานอลลงบนชั้นสำหรับตอบสนอง (Sensing Layer) โดยไม่ต้องเอาเข้าเตาอบ สิ่งนี้จะทำให้อะตอมบนพื้นผิวของอนุภาคนาโนเคลื่อนที่ไปมาโดยรอบและช่องว่างระหว่างอนุภาคนาโนจะหายไปในขณะที่อนุภาคเกิดปฏิกริยากัน

นอกเหนือจากเปลี่ยนรูปแบบแล้ว ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นเซนเซแอร์ยังมีประสิทธิภาพและการตอบสนองที่ดีขึ้นอีกด้วย

ที่มา:
scitechdaily.com