正确使用磁翻板液位计检测罐中氨气体积

日期：2019-12-11 来源：作者：

麻省理工学院（MIT）和石墨烯（Graphenea）利用他们对石墨烯及其性能的广泛了解，开发了一种用于灵敏和选择性检测氨的液位计阵列。该阵列由160个石墨烯像素组成，这些像素可提供较大的统计数据，从而改善传感性能。液位计已经在模拟现实生活的条件下进行了广泛测试，这是迈向实际使用的一步。

磁翻板液位计阵列的组成

阵列的传感方面包括两个部分：石墨烯表面和卟啉。卟啉是一类高度敏感的有机分子，也能够附着在石墨烯表面。它们还产生与石墨烯出色的电性能的zui小偏差。该液位计通过附着在卟啉上的氨分子起作用，这使该化合物变成强偶极子，从而改变了石墨烯的电性能。检测到该性质变化是存在氨的迹象。

所述磁翻板液位计阵列被构建为沿着自定义读出系统，其经由USB连接到计算机中使用可插入的芯片。该系统与专门的数据采集软件协同工作，可以从数百个液位计中快速高质量地读取数据，这是对先前原型磁翻板液位计设备的重大改进。通过监视大量液位计，还可以监视性能变化和可重复性，从而改善液位计阵列的性能。

氨气检测

至关重要的是，磁翻板液位计显示出选择性-通过不与其他化合物反应，它们可以区分氨和其他分子，例如水，己烷，乙醇，氯仿或乙腈。对于浓度为160 ppm的氨，液位计的电性能变化高达8％，但即使成功检测到浓度仅为20 ppm，也是如此。这些液位计的灵敏度是以前报道的原始磁翻板液位计的4倍。

尽管定量测量是在干燥的氮气气氛中进行的，但当放置在空气环境中时，仍表现出对氨的特异性和敏感性。这使得在实际使用条件下性能稳定。单个液位计像素的性能几乎没有偏差，从而可实现重现性和批量生产。

研究结果发表在《 ACS Applied Materials＆Interfaces》杂志上。这项工作为进一步的质量工程和该传感技术的发展开辟了新途径。

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