Prostszy sposób produkcji miniaturowych czujników chemicznych do wykrywania m.in. toksycznych związków organicznych w powietrzu, opracowali naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego. Uzyskane jednoetapowo nanodruty, niezbędne w takich sensorach, umożliwią również przebieg reakcji chemicznych w procesie katalizy.
Jak poinformowała uczelnia na stronie internetowej, nową metodę można zastosować w produkcji czujników chemicznych zbudowanych z nanostrukturalnych tlenków metali. Dzięki swojej dużej powierzchni i małej objętości takie nanostruktury mają liczne atomy powierzchniowe o dużej aktywności katalitycznej.
– Synteza nanostruktur tlenków metali przejściowych ma pierwszorzędne znaczenie dla rozwoju nowych czujników i materiałów katalitycznych – podkreślił doktorant Przemysław Puła z grupy prof. Pawła Majewskiego i jego współpracowników.
Badacze z wydziałów Chemii i Fizyki UW opracowali jednoetapową syntezę nanodrutów, czyli struktur przypominających wyglądem ludzki włos, lecz o średnicy 1000-krotnie mniejszej. Dotychczas stosowany proces ich wytwarzania uproszczono dzięki tzw. kopolimerom blokowym. Odgrywają one rolę „rusztowania”, które formuje strukturę nanomateriałów. Kopolimer blokowy samoorganizuje się w roztworze w obecności prekursora materiału nieorganicznego. To przyspiesza nanoszenie powłok tlenkowych, które składają się z nanodrutów o dobrze rozwiniętej powierzchni aktywnej. To właśnie te powłoki przyspieszają reakcje chemiczne i są istotne w zastosowaniach czujnikowych.
Autorzy artykułu w „ACS Applied Materials and Interfaces” (DOI: 10.1021/acsami.3c10439) zapewnili, że ich metoda jest ekonomiczna, efektywna czasowo i łatwo skalowalna, czyli można ją zastosować w warunkach przemysłowych. Wytworzyli nanodruty składające się z tlenków wanadu, chromu, manganu, żelaza i kobaltu. Z wielowarstwowej nanosiatki tlenku żelaza wykonali prototyp czujnika lotnych związków organicznych, który może monitorować jakość powietrza.
Źródło: www.naukawpolsce.pl, fot. Public Domain Pictures
