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據(jù)最新一期的《材料研究和傳感器通訊》雜志報(bào)道，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)研發(fā)出一種具有自我清潔功能的新型傳感器———二氧化鈦納米管氫傳感器。
研究表明，盡管二氧化鈦納米管氫傳感器屬氣敏傳感器，但卻有著光敏性較其他形式的二氧化鈦材料高100倍的特性。只要將其暴露在紫外線下，吸附在二氧化鈦納米管氫傳感器上的污染物質(zhì)就能輕而易舉地被有效清除掉。因此，在實(shí)際使用中，這種傳感器能夠靠自己
的能耐使自己清潔如故、性能如初，并保持原有的探測靈敏度。
氫傳感器廣泛應(yīng)用于化工、石油和半導(dǎo)體工業(yè)，也常被用作診斷工具，用來監(jiān)測某些種類的細(xì)菌感染。在日常生活中，氫傳感器同樣大有用武之地。比如，面包店可以利用氫傳感器幫助面包師監(jiān)測氫濃度和烤箱溫度，確定面包出爐的時間；氫傳感器更是燃料電池汽車忠實(shí)的安全衛(wèi)士，用于監(jiān)測這種汽車的燃燒系統(tǒng)的氫泄漏。對于燃料電池汽車來講，如果氫泄漏達(dá)到4%，就會引發(fā)爆炸。
然而，常規(guī)氫傳感器的保潔問題頗令人頭疼。在使用氫傳感器的各種場合，比如在石化廠，氫傳感器經(jīng)常變得很臟，監(jiān)測功能也因此大打折扣。賓夕法尼亞州立大學(xué)科研人員的這項(xiàng)研究，其目標(biāo)就是讓氫傳感器升級換代，徹底解決這種傳感器的保潔問題。
為了驗(yàn)證這種覆蓋有鈀的二氧化鈦納米管氫傳感器的自潔功能，他們對其實(shí)施煙熏、油染，極盡“虐待”之事。他們把傳感器浸泡在不同機(jī)油里，觀察它們能否最終拒“腐蝕”、永不沾，還用各種物質(zhì)包括硬脂酸、香煙煙霧以及各種油脂進(jìn)行“圍困”，但只要將其暴露在紫外線下，1小時后，這種傳感器就能自我清除大部分油脂，10小時后，這些傳感器就幾乎嶄新如初，因污染而大大降低的氫靈敏性完全恢復(fù)。
氣敏傳感器的自潔功能非常有用。現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，它們常常會被各種物質(zhì)，包括揮發(fā)性有機(jī)物氣體、碳黑和油類揮發(fā)物質(zhì)以及塵土和花粉所污染，而二氧化鈦納米管獨(dú)特的光敏性卻能夠使附著在傳感器上的污染物質(zhì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，氧化污染物質(zhì)，自己清潔自己，從而延長傳感器的使用壽命，提高傳感器的靈敏度，將傳感器的錯誤減到最低程度。
當(dāng)然，好不容易才開發(fā)出這種新型傳感器材料，研究人員可不想讓它一枝獨(dú)秀。二氧化鈦納米管在氣敏傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用范圍極廣，不僅局限于監(jiān)測氫含量，只要給二氧化鈦納米管摻雜微量的不同金屬，比如，錫、金、銅、鈮等，就能制造出多種化學(xué)傳感器。讓人高興的是，這些添加的微量金屬只會增加氣敏傳感器的種類，而不會影響二氧化鈦納米管潔身自好的功能。同時，利用這種材料的高效自潔特性，用不了多久，新型自潔烤箱、自潔玻璃和自潔衛(wèi)生潔具等系列自潔產(chǎn)品也會大量涌現(xiàn)。
不過，這種傳感器也有自己的克星。比如，它對噴濺在自己身上的WD-40油脂涂層就有點(diǎn)束手無策，因?yàn)檫@層油脂含鹽，致使納米管的光敏性下降。
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