儀器儀表行業在中國經過一個階段的發展,已經趨近成熟。而氣體報警器作為工業儀器儀表的一個重要項目,它不僅代表了儀器儀表的發展狀況,也反映了工業化的發展程度。用于氣體報警器的傳感器也在經歷著飛速的變化,經過了多次的技術創新和更新換代,zui近,傳感器行業,又迎來了新的發展和突破。
在傳感器行業,一直在進行著反復試驗,希望通過工程創新方法來改善傳感器的靈敏度,但遺憾的是業界并沒有一個新的框架來總括所有的經驗法則,以做為新一代傳感器的設計方法。而來自美國普度大學的工程師補足了這個遺憾,為設計傳感器提供了新的途徑。
普度大學電子電機教授艾莎弗艾姆表示,他與其博士研究生普戴尼爾已經采取一套系統化方法,這種方法可將各種設計法則整合在一起,因此他們已擁有一個一致性的框架來改善傳感器的設計方案。為了測試他們的傳感器設計法則系統,他們著手研究使用哪一種納米級傳感器設計,是透過目標分子進行感測的材料。研究人員過去就已經發現,當感測單個分子時(例如氣體煙霧探測器或生物、化學探測器),感測組件越小越好,但其原因一直沒有一個理論來解釋和證實,是否與目標分子的擴散情況會限制傳感器運作速度有關系。而艾姆和尼爾宣稱已經證實了以上理論。首先,他們比較了傳統的平面傳感器組件與圓柱形的單納米管傳感器組件,結果顯示較小的圓柱形傳感器的靈敏度至少高出傳統的平面傳感器100倍,這足以證明感測器組建越小越好的理論是正確的。
不過雖然圓柱形納米級傳感器的靈敏度較高,卻難以制造,有些傳感器設計人員使用納米復合材料感應元素,使用多個圓柱形納米管或者納米線,組成納米線叢。但艾姆卻指出這類傳感器并不會優于單奈納米線傳感器。目前,研究人員正使用他們研究出來的模型框架,來建構能夠使用電子式方法檢測DNA序列的傳感器,如果成功,那么基因定序工作能更容易,可以透過自動化的方式進行。來代替分子化學探測的執行方法,這樣就會很大幅度的提高速度且節省人力物力。
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