正確使用磁翻板液位計檢測罐中氨氣體積

日期：2019-12-11 來源：作者：

麻省理工學院（MIT）和石墨烯（Graphenea）利用他們對石墨烯及其性能的廣泛了解，開發了一種用于靈敏和選擇性檢測氨的液位計陣列。該陣列由160個石墨烯像素組成，這些像素可提供較大的統計數據，從而改善傳感性能。液位計已經在模擬現實生活的條件下進行了廣泛測試，這是邁向實際使用的一步。

磁翻板液位計陣列的組成

陣列的傳感方面包括兩個部分：石墨烯表面和卟啉。卟啉是一類高度敏感的有機分子，也能夠附著在石墨烯表面。它們還產生與石墨烯出色的電性能的zui小偏差。該液位計通過附著在卟啉上的氨分子起作用，這使該化合物變成強偶極子，從而改變了石墨烯的電性能。檢測到該性質變化是存在氨的跡象。

所述磁翻板液位計陣列被構建為沿著自定義讀出系統，其經由USB連接到計算機中使用可插入的芯片。該系統與專門的數據采集軟件協同工作，可以從數百個液位計中快速高質量地讀取數據，這是對先前原型磁翻板液位計設備的重大改進。通過監視大量液位計，還可以監視性能變化和可重復性，從而改善液位計陣列的性能。

氨氣檢測

至關重要的是，磁翻板液位計顯示出選擇性-通過不與其他化合物反應，它們可以區分氨和其他分子，例如水，己烷，乙醇，氯仿或乙腈。對于濃度為160 ppm的氨，液位計的電性能變化高達8％，但即使成功檢測到濃度僅為20 ppm，也是如此。這些液位計的靈敏度是以前報道的原始磁翻板液位計的4倍。

盡管定量測量是在干燥的氮氣氣氛中進行的，但當放置在空氣環境中時，仍表現出對氨的特異性和敏感性。這使得在實際使用條件下性能穩定。單個液位計像素的性能幾乎沒有偏差，從而可實現重現性和批量生產。

研究結果發表在《 ACS Applied Materials＆Interfaces》雜志上。這項工作為進一步的質量工程和該傳感技術的發展開辟了新途徑。

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