(PhysOrg.com) -- In tegenstelling tot veel conventionele chemische detectoren die een externe voedingsbron nodig hebben, Lawrence Livermore-onderzoekers hebben een nanosensor ontwikkeld die vertrouwt op halfgeleider nanodraden, in plaats van traditionele batterijen.

Het apparaat overwint de stroombehoefte van traditionele sensoren en is eenvoudig, zeer gevoelig en kan verschillende moleculen snel detecteren. De ontwikkeling ervan zou de eerste stap kunnen zijn in het maken van een gemakkelijk inzetbare chemische sensor voor het slagveld.

Yinmin "Morris" Wang van het Lab en collega's Daniel Aberg, Paul Erhart, Nipun Misra, Aleksandr Noy en Alex Hamza, samen met medewerkers van de Universiteit van Shanghai voor Wetenschap en Technologie, hebben de eerste generatie batterijloze detectoren gefabriceerd die gebruik maken van eendimensionale halfgeleider nanodraden.

De nanosensoren profiteren van een unieke interactie tussen chemische soorten en halfgeleider nanodraadoppervlakken die een elektrische lading stimuleren tussen de twee uiteinden van nanodraden of tussen de blootgestelde en niet-blootgestelde nanodraden.

De groep testte de batterijloze sensoren met verschillende soorten platforms - zinkoxide en silicium - met behulp van ethanoloplosmiddel als testmiddel.

In de zinkoxidesensor ontdekte het team dat er een verandering was in de elektrische spanning tussen de twee uiteinden van nanodraden toen een kleine hoeveelheid ethanol op de detector werd geplaatst.

"De opkomst van het elektrische signaal is bijna onmiddellijk en neemt langzaam af naarmate de ethanol verdampt, ' zei Wang.

Echter, toen het team een ​​kleine hoeveelheid hexaanoplosmiddel op het apparaat plaatste, weinig elektrische spanning werd gezien, "wat aangeeft dat de nanosensor selectief reageert op verschillende soorten oplosmiddelmoleculen, ' zei Wang.

Het team gebruikte meer dan 15 verschillende soorten organische oplosmiddelen en zag verschillende spanningen voor elk oplosmiddel. "Deze eigenschap maakt het voor onze nanosensoren mogelijk om verschillende soorten chemische soorten en hun concentratieniveaus te detecteren, ' zei Wang.

De reactie op verschillende oplosmiddelen was enigszins vergelijkbaar toen het team de silicium nanosensoren testte. Echter, het spanningsverval toen het oplosmiddel verdampte, was drastisch anders dan bij de zinkoxidesensoren. "De resultaten geven aan dat het mogelijk is om het batterijloze detectieplatform uit te breiden naar willekeurig uitgelijnde halfgeleider nanodraadsystemen, ' zei Wang.

De volgende stap van het team is om de sensoren te testen met complexere moleculen, zoals die van explosieven en biologische systemen.
Het onderzoek staat op de binnenkant van de omslag van het nummer van 4 januari van: Geavanceerde materialen.