Att mäta luftfuktigheten är viktigt på många områden. Konventionella sensorer i hygrometrar har dock hittills inte kunnat fastställa en mycket låg vattenånghalt. Fysiker vid University of Duisburg-Essen (UDE) och Yuri Gagarin Technical University i Ryssland har nu utvecklat en ny sensor. Den upptäcker även de minsta mängder vattenmolekyler som sjunker till dess yta. Detektorn är baserad på högledande material som kallas MXenes.

God inomhusluft är inte bara viktigt för hälsan. Vissa omgivningsförhållanden behövs också i produktion eller laboratorier, till exempel inom biomedicin eller mikroelektronik. Dessa måste kunna kontrolleras exakt. Även om kraftfulla luftfuktighetssensorer är inbyggda i kommersiella mätanordningar, kan de inte detektera vattenångkoncentrationer under 50 ppm, dvs under 0,3 procent relativ luftfuktighet. Följaktligen är sådana sensorer inte lämpliga för alla ändamål.

Detta problem tacklades av fysikteamet från UDE och det ryska universitetet Yuri Gagarin i Saratov med en helt ny strategi. De använde tvådimensionella nanometriska material. Dessa kan upptäcka små mängder vattenmolekyler som sjunker till deras yta. "På detta sätt förbättras sensorns prestanda enormt - detektionsgränsen skjuts långt under den tidigare teknikens ståndpunkt. Mer är verkligen inte möjligt", säger UDE experimentella fysiker Dr. Hanna Pazniak, som spelade en nyckelroll i utvecklingen.

Dessa mycket ledande material kallas MXenes, eller mer exakt:Mo₂ CT_x MXenes. De består av föreningar av övergångsmetallkarbider eller övergångsmetallnitrider. Föreningarna staplas i lager och är bara några få atomer tjocka. Fördelen:De nya sensorerna är ultratunna och mycket känsliga. "De upptäcker vattenångor ner till 10 ppm, eller 0,06 procent relativ luftfuktighet. Det är det lägsta värdet hittills", säger Pazniak. Sensorerna är också lovande i ett annat avseende:de kan användas i massproduktion. + Utforska vidare

Innovativ sensor detekterar specifikt och exakt molekyler