Juejun Hu i Chaoying Ni z Wydziału Inżynierii Materiałowej UD stworzyli małe, bardzo czułe urządzenia, które zdolne są do wykrywania, nieorganicznych, organicznych, i biologicznych cząsteczek obecnych w środowisku nawet w bardzo niskim stężeniu.

Dalszy rozwój badań nad urządzeniem może doprowadzić do tego, iż będzie mogło być one instalowane do przenośnych, zasilanych bateriami czujników, zastępując tym samym tradycyjne detektory cząsteczek, które wymagają nieporęcznych i drogich urządzeń do ich obsługi.

Wdrożenie w tą dziedzinę, nowych małych czujników może pozwolić na wykrywanie zanieczyszczeń powietrza, wody i gleby, w czasie rzeczywistym i umożliwić przekazywanie, tych informacji bezprzewodowo bezpośrednio do komputera.

Główną przeszkodą w zastosowaniu małych czujników jako praktyczniejszych zamienników wielkogabarytowych maszyn jest to, że technologia, którą wykorzystują do pomiarów jest mniej czuła i specyficzna w porównaniu z tradycyjnymi urządzeniami. Celem projektu realizowanego przez naukowców z UD jest stworzenie czujników, które pokonają te bariery.

"Czujnik, który zaprojektowaliśmy jest inny. Jest bardzo mały, a co najważniejsze, jest bardzo czuły i specyficzny w pomiarach"- twierdzi prof. Ni.

Naukowcy używają zogniskowanej wiązki jonów (ang. Focused ion beam -FIB) do trawienia cienkich pasków szkła chalkogenowego (szkło chalkogenowe zawiera tlenowce: siarkę, tlen, tellur, selen lub polon. Szkło takie, pod wpływem temperatury, zmienia swoją strukturę pomiędzy krystaliczną a amorficzną. Oba stany odznaczają się różną opornością elektryczną) do kilko mikrometrowej grubości, czyli około jednej dziesiątej szerokości włosa. Gdy światło przechodzi przez pasek szkła, cząsteczki obecne w środowisku selektywnie pochłaniają jedną lub kilka długości fal światła. Unikalne sygnały absorpcji optycznej mogą być stosowany w celu określenia obecności i stężenia cząsteczek będących przedmiotem zainteresowania. Naukowcy planują stworzyć mały czujnik zdolny do wykrywania wielu rodzajów cząsteczek łącząc kilka mikroczipów razem.

"Ostatecznie, urządzenie będzie bardzo wrażliwe w porównaniu do obecnie stosowanych. Będzie ono również bardzo małe, wielkości krążka hokejowego i jego produkcja będzie bardziej przyjazna dla środowiska.” powiedział Hu

Badacze zaczęli projekt rok temu i udało się im do tej pory stworzyć z powodzeniem  kilka czipów.

"Wykonanie urządzenie było trudne. Otwory trawione w szkle muszą być wykonane z wielka precyzją. Dlatego potrzebowaliśmy zogniskowanej wiązki jonów, która okazała się być idealna dla tego projektu." powiedział Ni

"Będziemy w stanie nieprzerwanie monitorować zanieczyszczenia środowiska, więc będziemy wiedzieć, czy np. woda w strumieniu jest coraz bardziej zanieczyszczona lub czy doszło do przecieków z zakładów chemicznych."

Hu dodaje, że ta technologia jest wystarczająco czuła i sensory będą mogły być użyteczne w innych dziedzinach, w tym w biomedycynie.

"Możemy korzystać z urządzeń, aby sprawdzić, niektórych chorób poprzez analizę oddechu pacjenta. Czujnik będzie w stanie wykrywać śladowe ilości cząsteczek w wydychanym powietrzu.”

Anita Kunikowska

Źródło:

http://www.udel.edu/udaily/2013/may/sensor-environment-052313.html

http://kopalniawiedzy.pl/PRAM-Intel-pamieci-zmiennofazowe-szklo-chalkogenowe,2342

http://en.wikipedia.org/wiki/Focused_ion_beam