Đại tỷ số bóng đá bang Kansas

Khoa học cảm biến: tỷ số bóng đá chấm lượng tử graphene có thể một ngày nào đó cho biết nếu trời sẽ mưa trên sao Hỏa

Được gửi bởi Truyền thông và Tiếp thị

Nghiên cứu mới nhất từ ​​Kỹ sư hóa tỷ số bóng đá của Đại tỷ số bóng đá bang Kansas có thể giúp cải thiện độ ẩm và cảm biến áp lực, đặc biệt là những nghiên cứu được sử dụng ở ngoài vũ trụ.

Vikas Berry, William H. Giáo sư Kỹ thuật hóa học và nhóm nghiên cứu của ông đang sử dụng tỷ số bóng đá chấm lượng tử graphene để cải thiện tỷ số bóng đá thiết bị cảm biến trong một dự án hai mặt. Phần đầu tiên liên quan đến việc sản xuất tỷ số bóng đá chấm lượng tử graphene, đó là tỷ số bóng đá mảnh graphene siêu âm. Graphene là một tấm nguyên tử carbon dày nguyên tử và có tính chất điện, cơ học và quang học vượt trội. Phần thứ hai của dự án liên quan đến việc kết hợp tỷ số bóng đá chấm lượng tử này vào tỷ số bóng đá thiết bị cảm biến dựa trên đường hầm điện tử.

Để tạo ra tỷ số bóng đá chấm lượng tử graphene, tỷ số bóng đá nhà nghiên cứu đã sử dụng cắt nano về than chì để tạo ra graphene nanoribbon. T.S. Sreeprasad, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ trong nhóm của Berry, đã phân tách tỷ số bóng đá dải này thành 100 nanomet Kích thước bên.

tỷ số bóng đá nhà khoa học đã tập hợp tỷ số bóng đá chấm lượng tử vào một mạng trên một microfiber thủy văn được gắn vào tỷ số bóng đá điện cực ở hai bên của nó. Họ đặt tỷ số bóng đá chấm lượng tử được lắp ráp ít hơn một nanomet để chúng không được kết nối hoàn toàn. Việc lắp ráp tỷ số bóng đá chấm tương tự như một ngô trên cấu trúc lõi ngô - hạt ngô là chấm lượng tử nano và lõi ngô là microfiber.

6775_7106

"Nếu bạn giảm độ ẩm xung quanh thiết bị này, nước được giữ bởi sợi này sẽ bị mất," Berry nói. "Do đó, tỷ số bóng đá sợi thu nhỏ và tỷ số bóng đá thành phần đồ họa cư trú trên đỉnh đến gần nhau theo thang đo nanomet. Điều này làm tăng sự vận chuyển điện tử từ điểm này sang dấu chấm tiếp theo. Chỉ bằng cách đọc tỷ số bóng đá dòng điện người ta có thể nói độ ẩm trong môi trường."

Giảm khoảng cách giữa tỷ số bóng đá chấm lượng tử graphene bằng 0,35 nanomet tăng độ dẫn của thiết bị lên gấp 43 lần, Berry nói. Hơn nữa, vì không khí chứa nước, giảm áp suất không khí làm giảm hàm lượng nước và khiến tỷ số bóng đá chấm lượng tử graphene đến gần nhau hơn, làm tăng độ dẫn. Cơ học lượng tử cho thấy rằng tỷ số bóng đá electron có xác suất hữu hạn cho đường hầm từ điện cực sang điện cực không kết nối, Berry nói. Xác suất này tỷ lệ nghịch và theo cấp số nhân với khoảng cách đường hầm hoặc khoảng cách giữa tỷ số bóng đá điện cực.

Nghiên cứu có nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong việc cải thiện tỷ số bóng đá cảm biến về độ ẩm, áp suất hoặc nhiệt độ.

"tỷ số bóng đá thiết bị này là duy nhất bởi vì, không giống như hầu hết tỷ số bóng đá cảm biến độ ẩm, chúng có khả năng đáp ứng nhiều hơn trong chân không," Berry nói. "Ví dụ, tỷ số bóng đá thiết bị này có thể được tích hợp vào tỷ số bóng đá tàu con thoi không gian, trong đó cần có tỷ số bóng đá phép đo độ ẩm thấp. tỷ số bóng đá cảm biến này cũng có thể phát hiện lượng nước theo dõi trên Sao Hỏa, có một phần trăm áp suất khí của trái đất. Điều này là do thiết bị đo độ ẩm ở độ phân giải cao hơn nhiều.

Trong khi trái tim của thiết bị là sự điều chế của đường hầm điện tử, phản ứng của thiết bị là thông qua vi sợi polymer, Berry nói. Nhóm của anh ấy cũng đang xem xét thay đổi polymer để tìm tỷ số bóng đá ứng dụng khác cho nghiên cứu này.

"Nếu bạn thay thế polymer này bằng một polymer đáp ứng với tỷ số bóng đá kích thích khác, bạn có thể tạo ra một loại cảm biến khác," Berry nói. "Tôi hình dung dự án này có tác động lớn đến cảm biến."

Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Giải thưởng nghề nghiệp của Quỹ Khoa học Quốc gia quốc gia trị giá 400.000 đô la của Berry. Kết quả nghiên cứu xuất hiện trong một số gần đây của tạp chí Nano Letters trong một bài báo có tiêu đề "Điều chế đường hầm điện tử trong mạng lưới tỷ số bóng đá chấm lượng tử graphene: chế tạo, hiểu biết hiện tượng học và ứng dụng cảm biến độ ẩm/áp lực."

Nghiên cứu dành riêng cho Vasanta Pallem, tỷ số bóng đá nhà nghiên cứu sau tiến sĩ có liên quan đến công việc và chết trong tỷ số bóng đá vụ cháy chung cư gần đây.

Nhóm nghiên cứu của Berry cũng đang nghiên cứu tỷ số bóng đá máy phân tử giao tiếp với graphene. Trong công trình này, tỷ số bóng đá nhà nghiên cứu có thể tạo ra tỷ số bóng đá phân tử một cách cơ học, trải qua một sự thay đổi trong điện trường xung quanh chúng và ảnh hưởng đến mật độ sóng mang của graphene giao tiếp. Tác phẩm này sẽ xuất hiện trong một số sắp tới của Tạp chí Small trong một bài báo có tiêu đề "Chức năng hóa trị của tỷ số bóng đá phân tử điều chế lưỡng cực trên bộ ba graphene: một con đường cho tỷ số bóng đá máy phân tử giao dịch graphene."

tỷ số bóng đá nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng graphene phản ứng nhạy cảm với chuyển động phân tử. Phong Nguyen, một sinh viên tiến sĩ về kỹ thuật hóa học và tác giả chính của tác phẩm, đã buộc tỷ số bóng đá phân tử kích hoạt trên graphene và đo phản ứng của thiết bị.

"Giai đoạn tiếp theo của khoa học ngoài công nghệ nano sẽ là công nghệ phân tử," Berry nói. "Chúng tôi đang làm việc trên việc phát triển tỷ số bóng đá tuyến đường để kết hợp tỷ số bóng đá máy phân tử vào tỷ số bóng đá thiết bị."

tỷ số bóng đá nhà nghiên cứu khác của Đại học bang Kansas có liên quan bao gồm: Sreeprasad; Kabeer Jasuja, tốt nghiệp tiến sĩ 2011 về Kỹ thuật hóa học; Nihar Mohanty, tốt nghiệp tiến sĩ 2011 về Kỹ thuật hóa học; Myles Ikenberry, sinh viên tiến sĩ về Kỹ thuật hóa học,Manhattan; và Keith Hohn, Giáo sư Kỹ thuật Hóa học. tỷ số bóng đá nhà nghiên cứu khác bao gồm Junwen Li, sinh viên tốt nghiệp tại Đại học Pennsylvania và Giáo sư Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu Vivek B. Shenoy tại Đại học Pennsylvania.