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Os sensores eletrônicos novos detectam os parâmetros essenciais assegurar o conforto e a segurança humanos

Dos astronautas e dos submarinistas aos mineiros e aos trabalhadores de salvamento, os povos que se operam em espaços incluidos pequenos precisam a boa qualidade do ar de trabalhar com segurança e eficazmente. Os sensores eletrônicos desenvolvidos agora por uma equipe de KAUST podem simultaneamente detectar pelo menos três parâmetros críticos que são importantes de monitorar para assegurar o conforto e a segurança humanos.

Estes sensores novos usam estruturas metal-orgânicas fluorinated (MOFs) como a camada de detecção. MOFs é materiais porosos que compreendem uma disposição regular dos átomos do metal mantidos unidos por linkers pequenos da orgânico-molécula para formar uma repetição gaiola-como a estrutura. O Mohamed Eddaoudi de KAUST, que conduziu os dois estudos da eficácia do sensor, explica que alterando o metal e os componentes orgânicos, MOFs pode ser ajustado para as aplicações que variam da separação e do armazenamento do gás à catálise e à detecção.

“Muitos povos tentaram desenvolver simples, eficiente, o SO2 barato, sensores do CO2 e do H2O sem sucesso,” diga pesquisadores Mohamed Rachid Tchalala, Youssef Belmabkhout e Prashant Bhatt, tudo do laboratório de Eddoudi.

A aproximação tomada pelo grupo de Eddaoudi era desenvolver um MOF fluorinated, que Belmabkhout e Tchalala testassem como materiais do sensor para estes gáss. O teste destes materiais avançados era em colaboração com Khaled Nabil Salama e sua equipe.

O primeiro estudo mostra como o sensor pode medir a concentração de dióxido de carbono e o nível de umidade no ar. Quando o segundo estudo das mesmas mostras que fluorinated de MOFs pode detectar o dióxido de enxofre prejudicial e corrosivo do gás, ou mesmo remove-o selectivamente do gás de conduto do central energética.

Os “traços de SO2 estão invariàvel actuais no gás de conduto produzido por fábricas e por centrais energética, e o SO2 pode envenenar os materiais desenvolvidos para prender o CO2 para a captação do carbono e armazenamento,” diga Belmabkhout e Bhatt. “AlFFIVE-1-Ni pode embeber acima o SO2 com uma afinidade 66 vezes mais altamente do que para o CO2, ao mostrar a boa estabilidade à exposição do SO2.”

O MOFs podia igualmente ser usado com as duas simples, plataformas baratas do sensor da alto-sensibilidade. Os sensores da microbalança do cristal (QCM) de quartzo que são revestidos com um filme fino de MOF detectaram a mudança na massa com a absorção do SO2, ou a água e o CO2. Similarmente, os sensores interdigitated MOF-revestidos do eléctrodo detectaram uma mudança em propriedades eletrônicas com a absorção da água e do CO2.

Ambas as plataformas do sensor, a equipe mostrada, podiam monitorar a umidade e os níveis do CO2 sob circunstâncias atmosféricas reais. “O sinal é calibrado contra a concentração do CO2, nível da umidade e as misturas de ambos,” Tchalala explicam. Um sensor QCM-baseado podia igualmente detectar o SO2 no ar a níveis de apenas 25 porções por milhão.

A tecnologia desenvolvida no centro avançado das membranas e dos materiais de Porus é capaz de detectar vários gáss com um alto nível da selectividade e da sensibilidade. Concedeu-se recentemente uma patente dos E.U.