Nuevos sensores basados en nanotubos de carbono

Hoy en día existe un interés creciente por la monitorización de gases que pueden provenir de la industria, de la descomposición de otros productos o de fugas en automoción o construcción. Entre los dispositivos con capacidad de detectar trazas de gases se encuentran los sensores de gases de estado sólido, y sus principales ventajas se hallan en su tamaño reducido, su bajo coste comparado
con las técnicas convencionales de detección de gases, la posibilidad de mostrar resultados en tiempo real y la portabilidad. Es posible emplear diversos elementos para la detección como los óxidos metálicos TiO2, SnO2, WO3 o los óxido dopados con otros metales como son el paladio, platino, oro o plata entre otros. Estos materiales mejoran la sensibilidad y selectividad así como permiten reducir considerablemente la temperatura óptima de detección. Sin
embargo, cuando se trata de detectar estos gases utilizando los sensores a temperatura ambiente, los niveles de respuesta disminuyen drásticamente y los umbrales de detección ya no son tan bajos.

El uso de nanotubos de carbono permite mejorar las capacidades de detección de los dispositivos existentes y permitir su impresión en elementos flexibles. Los nanotubos de carbono son láminas de átomos de carbono enrolladas en forma de cilindros que permiten que los electrones fluyan sin obstáculos. Los nanotubos de carbono (CNTs) han generado un gran interés debido a sus excepcionales propiedades físicas: tamaño pequeño, baja densidad, alta dureza y alta solidez. Tales materiales han demostrado ser eficaces para sensores de muchos gases, que se unen a los nanotubos e impiden el flujo de electrones. Sin embargo, la creación de estos sensores requiere disolver los nanotubos en un disolvente tal como diclorobenceno, utilizando un proceso que puede ser peligroso y poco fiable.

Para resolver este problema, el MIT ha creado un método de fabricación sin disolventes a base de papel. Inspirado por los lápices comunes de escritorio, comprimieron los nanotubos de carbono en un material de grafito así podría sustituir a la punta del lápiz.

Para crear sensores por medio de su lápiz, los investigadores trazaron una línea de nanotubos de carbono sobre una hoja de papel impresa con pequeños electrodos de oro. A continuación, aplicaron una corriente eléctrica y midieron la corriente que fluye a través de la tira de nanotubos de carbono, que actúa como una resistencia. Si la corriente es alterado, significa que el gas se ha unido a los nanotubos de carbono.

En comparación con otras técnicas típicas, como recubrimiento por centrifugación, recubrimiento por inmersión o la impresión de inyección de tinta, ésta posee buena reproducibilidad de detección. El sensor detecta cantidades muy pequeñas de gas amoniaco, de riesgo industrial y puede adaptarse para detectar casi cualquier tipo de gas.

Otros gases en los que los investigadores están particularmente interesados son el etileno, lo que sería útil para controlar la madurez de la fruta durante el transporte y almacenado o el azufre, lo que sería interesante para la detección de fugas de gas natural.

http://www.sciencedaily.com/releases/2012/10/121009121741.htm

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