(PhysOrg.com) -- University of Toronto forskare fortsätter att avslöja rymdens mysterier. Men även de bästa astronauterna i världen hindras om rymdskeppet inte startar. När nedräkningen slutar, det beror ofta på att en vätgasläcka har upptäckts. Ett litet fel i avkänningsenheten kan innebära att miljontals dollar går förlorade.
Tack och lov, det är ingen misslyckande att lansera vid U of T:s nya elektronstrålenanolitografianläggning där forskare redan utvecklar mindre än små prisbelönta apparater för att förbättra sjukdomsdiagnoser och förbättra teknik som påverkar fält som är lika olika som rymdutforskning, miljön, hälsovård och informations- och medieteknik.
En av dessa nya nano-enheter, utvecklas av doktoranden Muhammad Alam, är en optisk nos som kan detektera flera gaser. Alam hoppas att den kommer att användas av NASA en dag.
Alamis under ledning av ingenjörsprofessorerna Mo Mojahedi, direktör för Emerging Communications Technology Institute, och Stewart Aitchison, fakultetens prodekan (forskning).
Boeing, en leverantör av raketmotorer till NASA, kontaktade teamet 2007 med ett akut behov av en kompakt och pålitlig vätgassensor. "Ibland måste de avbryta raketuppskjutningar på grund av falska larm från vätesensorer. Det var det som motiverade oss att arbeta med att designa en billig och pålitlig vätesensor, " sa Alam.
Dock, han sa att det bara var en del av motivationen. Väte är en allmänt använd kemi i många industrier. Mer än 50 miljoner ton väte producerades och användes 2004 av industrier som sträcker sig från petroleumraffinaderier till halvledarbearbetningsanläggningar. Efterfrågan på vätgas ökar med mer än 10 procent per år. En billig och pålitlig vätesensor kommer att hjälpa dessa industrier att hantera väte säkrare och mer effektivt.
En annan motivering bakom arbetet är potentialen för användning vid miljöövervakning av olika gaser. "Vi är, självklart, oroad över miljön; framgångsrikt slutförande av vår forskning kan resultera i billiga sensorer med förmågan att upptäcka flera gaser förutom väte. Detta kan vara mycket användbart för miljöövervakning."
I huvudsak består enheten av många nanotrådar av kisel på ett enda chip. Dessa är små silikontrådar som kan begränsa och styra ljus mycket likt hur metalltrådar styr elektricitet. Nanotrådarna är belagda med material som är känsligt för väte. Närvaron av väte förändrar mängden ljus som kommer ut ur nanotrådarna. Eftersom de är så små kan det finnas hundratals dem på ett enda chip och det är möjligt att detektera många olika gaser med samma chip. I lekmäns termer, Aitchison kallar detta den "optiska näsan" eftersom den fungerar mycket som en mänsklig näsa som kan nosa och upptäcka olika lukter.
"För oss är nyheten att göra dem - att integrera flera saker på en enda plattform. Det är mycket givande om det vi gör har praktiska tillämpningar."
Det toppmoderna e-beam-labbet öppnade officiellt den 16 september med ett elektronstrålelitografisystem för 6,5 miljoner dollar som kan definiera egenskaper så små som 10 nanometer.
Tillhandahålls av University of Toronto (nyheter:webb)
