Des chercheurs de l'Université de Pittsburgh ont cajolé de l'or dans des nanofils afin de créer un matériau peu coûteux pour détecter les gaz toxiques présents dans le gaz naturel. Avec des collègues du National Energy Technology Laboratory (NETL), Étoile d'Alexandre, professeur agrégé de chimie à la Pitt's Kenneth P. Dietrich School of Arts and Sciences et chercheur principal du projet de recherche, a développé une méthode d'auto-assemblage qui utilise des échafaudages (une structure utilisée pour soutenir ou supporter un autre matériau) pour faire croître des nanofils d'or. Leurs découvertes, intitulé "Soudage de nanoparticules d'or sur des modèles graphiques pour la détection chimique, " ont été publiés en ligne le 22 janvier dans le Journal de l'American Chemical Society.

« Les méthodes les plus courantes pour détecter les gaz nécessitent un équipement encombrant et coûteux, " dit Star. " Les capteurs à puce qui reposent sur des nanomatériaux pour la détection seraient moins chers et plus portables, car les travailleurs pourraient les porter pour surveiller les gaz toxiques, comme le sulfure d'hydrogène."

Star et son équipe de recherche ont déterminé que les nanomatériaux d'or seraient idéaux pour détecter le sulfure d'hydrogène en raison de la grande affinité de l'or pour le soufre et des propriétés physiques uniques des nanomatériaux. Ils ont expérimenté avec des nanotubes de carbone et du graphène - un grillage à l'échelle atomique fait d'atomes de carbone - et ont utilisé la modélisation informatique, Diffraction des rayons X, et la microscopie électronique à transmission pour étudier le processus d'auto-assemblage. Ils ont également testé les réponses des matériaux résultants au sulfure d'hydrogène.

"Pour produire les nanofils d'or, nous avons suspendu des nanotubes dans de l'eau avec de l'acide chloraurique contenant de l'or, " dit Star. " Pendant que nous remuions et chauffions le mélange, l'or a réduit et formé des nanoparticules sur les parois externes des tubes. Le résultat était un fouillis hautement conducteur de nanofils d'or et de nanotubes de carbone."

Pour tester la capacité des nanofils à détecter le sulfure d'hydrogène, Star et ses collègues ont coulé un film du matériau composite sur une puce à motifs d'électrodes en or. L'équipe a pu détecter du gaz à des niveaux aussi bas que 5 ppb (parties par milliard), un niveau de détection comparable à celui des techniques de détection existantes. En outre, ils pourraient détecter le sulfure d'hydrogène dans des mélanges complexes de gaz simulant le gaz naturel. Star dit que le groupe va maintenant tester les limites de détection des puces en utilisant de vrais échantillons de puits de gaz.