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I nuovi sensori elettronici individuano i parametri essenziali per assicurare la comodità e la sicurezza umane

Dagli astronauti e dai sommergibilisti ai minatori ed ai lavoratori addetti al salvataggio, la gente che funziona nei piccoli spazi chiusi ha bisogno di buona qualità dell'aria di lavorare sicuro e efficacemente. I sensori elettronici ora sviluppati da un gruppo di KAUST possono individuare simultaneamente almeno tre parametri critici che sono importanti da riflettere per assicurare la comodità e la sicurezza umane.

Queste strutture metallorganiche fluorate di nuovo uso dei sensori (MOFs) come il livello di percezione. MOFs è materiali porosi che comprendono una schiera regolare gli atomi del metallo tenuti insieme dai piccoli linker della organico-molecola per formare una struttura del tipo di gabbia di ripetizione. Mohamed Eddaoudi di KAUST, che piombo i due studi sull'efficacia del sensore, spiega che alterando il metallo e le componenti organiche, MOFs può essere sintonizzato per le applicazioni che variano dalla separazione e dallo stoccaggio del gas alla catalisi ed alla percezione.

“Molta gente ha tentato di sviluppare semplice, efficiente, SO2 a basso costo, sensori di H2O e di CO2 senza successo,„ dica i ricercatori Mohamed Rachid Tchalala, Youssef Belmabkhout e Prashant Bhatt, tutto dal laboratorio di Eddoudi.

L'approccio adottato dal gruppo di Eddaoudi era di sviluppare un MOF fluorato, che Belmabkhout e Tchalala hanno provato come materiali del sensore a questi gas. La prova di questi materiali avanzati era in collaborazione con Khaled Nabil Salama ed il suo gruppo.

Il primo studio mostra come il sensore può misurare la concentrazione di anidride carbonica ed il livello di umidità nell'aria. Mentre il secondo studio sulle stesse manifestazioni che fluorate di MOFs può individuare l'anidride solforosa nociva e corrosiva del gas, o persino lo elimina selettivamente dal gas di combustione della centrale elettrica.

“Le tracce di SO2 sono invariabilmente presenti nel gas di combustione prodotto dalle fabbriche e dalle centrali elettriche ed il SO2 può avvelenare i materiali sviluppati per intrappolare la CO2 per il bloccaggio del carbonio e stoccaggio,„ dica Belmabkhout e Bhatt. “AlFFIVE-1-Ni può inzuppareare sul SO2 in un'affinità 66 volte più superiore a per la CO2, mentre mostrando buona stabilità all'esposizione del SO2.„

Il MOFs ha potuto anche essere usato con due semplici, piattaforme a basso costo del sensore della alto-sensibilità. I sensori della microbilancia dell'a cristallo (QCM) di quarzo che sono ricoperti di pellicola sottile di MOF hanno individuato il cambiamento nella massa con l'assorbimento di SO2, o l'acqua e CO2. Similmente, i sensori interdigitated MOF-rivestiti dell'elettrodo hanno individuato un cambiamento nei beni elettronici con l'assorbimento dell'acqua e della CO2.

Entrambe le piattaforme del sensore, il gruppo indicato, hanno potuto riflettere l'umidità ed i livelli di CO2 nelle condizioni atmosferiche reali. “Il segnale è calibrato contro concentrazione di CO2, livello di umidità e le miscele di entrambi,„ Tchalala spiega. Ad un sensore basato QCM ha potuto anche individuare il SO2 nell'aria ai livelli di appena 25 parti per milione.

La tecnologia sviluppata al centro avanzato dei materiali di Porus e delle membrane è capace di rilevazione dei gas vari con un alto livello di selettività e di sensibilità. Recentemente è stato accordato un brevetto degli Stati Uniti.