Een team van wetenschappers van de Universiteit van Exeter heeft een nieuw type apparaat ontwikkeld dat kan worden gebruikt om kosteneffectieve gassensoren te ontwikkelen.

Het pioniersteam, waaronder twee tweedejaars Exeter-studenten, hebben een nieuw type apparaat gemaakt dat licht uitstraalt in het infrarode deel van het spectrum. Veel belangrijke gassen absorberen infrarood licht sterk en deze karakteristieke absorptie kan worden gebruikt om ze waar te nemen.

Echter, de meeste bestaande infraroodgassensoren gebruiken conventionele "gloeilamp" gloeilampen van infrarood licht, die een aantal aanzienlijke tekortkomingen hebben, waaronder een beperkte levensduur vanwege de kwetsbaarheid van het filament. De nieuwe sensoren kunnen worden gebruikt voor een breed scala aan toepassingen, waaronder de detectie van luchtverontreinigende stoffen zoals stikstofdioxide, die wordt uitgestoten door uitlaatgassen van auto's en die een aanzienlijk effect kan hebben op de volksgezondheid.

Het team van Exeter gebruikte een sandwich van verschillende 2D-materialen, die slechts enkele atomen dik zijn, om een ​​apparaat te maken dat lijkt op een gloeilamp op nanoschaal, maar waar het filament extreem moeilijk te breken is. In aanvulling, het team is van mening dat deze apparaten uiteindelijk kosteneffectiever en duurzamer kunnen zijn om te produceren dan op halfgeleiders gebaseerde lichtemitterende diodes die op deze lange golflengten uitzenden.

Het onderzoek, die wordt geleid door professor Geoff Nash, is gepubliceerd in het hoog aangeschreven wetenschappelijke tijdschrift Technische Natuurkunde Brieven .

Het team bestond uit studenten Hannah Barnard en Katya Zossimova, die afgelopen zomer in hun eerste jaar begonnen te werken als onderdeel van de groep van professor Nash.

Professor Nash, Hoogleraar Technische Natuurkunde en Directeur Natuurwetenschappen, van de Universiteit van Exeter, zei:"Eerdere apparaten die we hebben gemaakt, werkten eigenlijk alleen in vacuüm en zouden heel snel breken als ze aan lucht werden blootgesteld. Door het filament op nanoschaal in een beschermende coating in te kapselen, we hebben aangetoond dat deze apparaten meer dan 1000 uur in de lucht kunnen werken, de weg vrijmaken voor de ontwikkeling van praktische infraroodbronnen die kunnen worden gebruikt in sensortoepassingen."

In een commentaar op de samenstelling van zijn onderzoeksteam, hij voegde eraan toe:"Het is een voorrecht om samen te werken met enkele van onze fantastische studenten, die energie hebben gebracht, enthousiasme en een ander perspectief op ons onderzoek. Hanna en Katja, en andere studenten eerder, hebben echt een impact gehad op het werk van mijn groep."

Katja, die natuurkunde studeert, zei:"Het was heel spannend om deel uit te maken van het onderzoeksteam, iedereen was erg gastvrij en ik heb veel geleerd van de ervaring. Ik heb het gevoel dat deze kans me het vertrouwen heeft gegeven om postdoctorale studies in de natuurkunde te overwegen."

Hanna, die natuurwetenschappen studeert, zei dat de ervaring haar "een onschatbaar inzicht gaf in het zijn van een onderzoekswetenschapper binnen de universiteit." Ze voegde eraan toe:"Sinds mijn deelname aan de stage heb ik dingen bereikt waarvan ik nooit had gedacht dat ze mogelijk waren en heb ik al mijn persoonlijke grenzen verlegd. Ik vond het heerlijk om wat ik in de labs leer toe te passen op mijn aangeleerde modules en vice versa."

Natuurwetenschappen in Exeter is een innovatief vlaggenschipprogramma dat is ontworpen om de wetenschappelijke concepten te verkennen die nodig zijn om de natuurlijke wereld te verklaren, van de nanoschaal tot de complexe systemen van het klimaat op aarde en ons zonnestelsel.

Op onderzoek geïnspireerd, onderzoekend leren is de hoeksteen van de onderwijsstrategie van de universiteit en studenten zijn op veel verschillende manieren betrokken bij het toonaangevende onderzoek aan de universiteit.