Elektromos orrot készítettek a nanotechnológia felhasználásával

Egy holland kutatóközpont számos gázérzékelő eljáráson dolgozik, miközben szüntelenül igyekszik csökkenteni az érzékelők, a kiolvasó elektronika méretét és az energiafogyasztást. Legújabb fejlesztésük egy önálló chipre ültetett e-orr (elektromos orr).

A Holst Központ által kifejlesztett nitrogén-oxid gázérzékelő rendkívül érzékeny, és tervezésekor a költséghatékony tömegtermelést is szem előtt tartották. A világ egyik legkisebb, alacsony energiafogyasztású gázérzékelője már ppb (parts per billion, azaz egy részecske egymilliárd között) mennyiségben képes érzékelni a különböző nitrogén-oxidokat.

A nitrogén-oxidok, különösen a nitrogén-monoxid és a nitrogén-dioxid gyakori légszennyező anyagok, és a fő kiindulási anyagai sokféle másodlagos szennyező anyagnak. Természetes módon is előfordulnak a levegőben néhány tíz ppb mennyiségben. Amikor azonban koncentrációjuk 100 ppb fölé emelkedik, légzési és más egészségügyi problémákat okozhatnak.

Korábban ilyen mennyiségű nitrogén-oxid érzékelése csak nagyméretű, nagy energiafogyasztású eszközökkel volt lehetséges, amely korlátozta a berendezések használhatóságát. Az Imec és a Holst Központ most egy olyan új szenzort mutatott be, amely ugyanolyan pontosságot nyújt, mint a korábbi "behemót" eszközök, az átmérője azonban csupán néhány mikrométer.

A szenzor szilikon alapon nanotechnológiai eljárással növesztett alumínium-gallium-nitrid és gallium-nitrid rétegből áll. A két réteg között úgynevezett kétdimenziós elektrongáz képződik, amely a szenzor felületén végbemenő változásokra rendkívül érzékenyen reagáló vezetőcsatornát képez. Ráadásul, mivel a csatorna a felszín alatt helyezkedik el, ezért a csatornában nagyon alacsony a zaj. Ennek következtében az új szenzor sokkal érzékenyebb, mint a korábbi technológiák.

A szenzor elemmel működtethető egy vezeték nélküli modulba helyezve. A kutatók célja, hogy a szenzor érzékenységét a ppt (parts per trillion, azaz egy részecske egybillió között) tartományba tolják el. Ily módon fel lehetne használni olyan eljárásoknál, amilyen például az asztma monitorozása.

Magyarok és nanotechnológia

A "nano" görög eredetű szó, jelentése törpe. 1 nanométer = 10^-9 méter, azaz a nanométer a méter egymilliárdod része. A nanotechnológia olyan eljárásokkal dolgozik, amelyek segítségével ilyen apró objektumokat lehet előállítani. A nanotechnológia legfontosabb vívmánya, hogy általa képesek vagyunk az anyagot lényegében atomonként, molekulánként összerakni, s ilyen módon különleges tulajdonságú anyagokat tudunk előállítani: megkarcolhatatlan autófestéket, szabályozható fényáteresztésű napszemüveget, antibakteriális hatású csempefugát stb. Néhány hazai eredmény:

Kutyákon tesztelik az új magyar csípőprotézist

Jól vizsgázott az új, magyar fejlesztésű nanofertőtlenítőszer

Magyar kutatók új módszere ételmérgezések ellen