Forskare vid University of Pittsburgh har lockat guld till nanotrådar som ett sätt att skapa ett billigt material för att upptäcka giftiga gaser som finns i naturgas. Tillsammans med kollegor på National Energy Technology Laboratory (NETL), Alexander Star, docent i kemi vid Pitt's Kenneth P. Dietrich School of Arts and Sciences och huvudutredare för forskningsprojektet, utvecklat en självmonteringsmetod som använder ställningar (en struktur som används för att hålla upp eller stödja ett annat material) för att odla guld nanotrådar. Deras fynd, med titeln "Svetsning av guldnanopartiklar på grafiska mallar för kemisk avkänning, "publicerades online den 22 januari i Journal of the American Chemical Society.
"De vanligaste metoderna för att känna av gaser kräver skrymmande och dyr utrustning, "säger Star." Chipbaserade sensorer som förlitar sig på nanomaterial för upptäckt skulle vara billigare och mer bärbara eftersom arbetare kunde bära dem för att övervaka giftiga gaser, såsom vätesulfid. "
Star och hans forskargrupp bestämde att guldnanomaterial skulle vara idealiska för att upptäcka vätesulfid på grund av guldets höga affinitet för svavel och unika fysiska egenskaper hos nanomaterial. De experimenterade med kolnanorör och grafen-en kycklingtråd i atomskala gjord av kolatomer-och använde datormodellering, Röntgendiffraktion, och transmissionselektronmikroskopi för att studera självmonteringsprocessen. De testade också de resulterande materialens svar på svavelväte.
"För att producera guld nanotrådar, vi hängde nanorör i vatten med guldhaltig kloraurinsyra, "säger Star." När vi rörde om och värmde blandningen, guldet reducerade och bildade nanopartiklar på rörens ytterväggar. Resultatet blev ett mycket ledande virvar av guldnanotrådar och kolnanorör. "
För att testa nanotrådarnas förmåga att upptäcka vätesulfid, Star och hans kollegor gjuter en film av kompositmaterialet på ett chip mönstrat med guldelektroder. Teamet kunde upptäcka gas på så låga nivåer som 5ppb (delar per miljard) - en detektionsnivå som är jämförbar med den för befintliga avkänningstekniker. Dessutom, de kunde detektera vätesulfiden i komplexa gasblandningar som simulerar naturgas. Star säger att gruppen nu kommer att testa chipsens detektionsgränser med hjälp av riktiga prover från gasbrunnar.
