Gauche :Image de microscopie électronique à résolution atomique des régions bicouche et tricouche de Re0.5Nb0.5S2 révélant son ordre d'empilement. À droite :graphique de transfert de charge dans l'espace réel montrant le transfert de charge de Re0,5Nb0,5S2 à la molécule de NO2. Clé de couleur :Re montré en bleu marine ; Nb en violet; S en jaune ; N en vert; H en gris; O en bleu; et C en rouge. Crédit :Alex Zettl/Berkeley Lab
Dioxyde d'azote, un polluant atmosphérique émis par les voitures à combustibles fossiles et les cuisinières à gaz n'est pas seulement mauvais pour le climat, il est également mauvais pour notre santé. Exposition à long terme au NO
Le dioxyde d'azote est inodore et invisible, vous avez donc besoin d'un capteur spécial capable de détecter avec précision les concentrations dangereuses de gaz toxique. Mais la plupart des capteurs actuellement disponibles sont énergivores car ils doivent généralement fonctionner à des températures élevées pour obtenir des performances appropriées.
Un capteur ultrafin, développé par une équipe de chercheurs du Berkeley Lab et de l'UC Berkeley, pourrait être la réponse.
Dans leur article publié dans la revue Nano lettres , l'équipe de recherche a signalé un capteur « 2D » atomiquement mince qui fonctionne à température ambiante et consomme donc moins d'énergie que les capteurs conventionnels.
Les chercheurs affirment que le nouveau capteur 2D, construit à partir d'un alliage monocouche de disulfure de rhénium niobium, bénéficie également d'une spécificité chimique et d'un temps de récupération supérieurs.
Contrairement à d'autres appareils 2D fabriqués à partir de matériaux tels que le graphène, le nouveau capteur 2D répond électriquement de manière sélective aux molécules de dioxyde d'azote, avec une réponse minimale à d'autres gaz toxiques tels que l'ammoniac et le formaldéhyde. En outre, le nouveau capteur 2D est capable de détecter des concentrations ultra-faibles de dioxyde d'azote d'au moins 50 parties par milliard, dit Amin Azizi, un chercheur postdoctoral de l'UC Berkeley et auteur principal de la présente étude.
Une fois qu'un capteur à base de bisulfure de molybdène ou de nanotubes de carbone a détecté du dioxyde d'azote, il peut prendre des heures pour retrouver son état d'origine à température ambiante. "Mais notre capteur ne prend que quelques minutes, " a déclaré Aziz.
Le nouveau capteur n'est pas seulement ultrafin, il est également flexible et transparent, ce qui en fait un excellent candidat pour les capteurs portables de surveillance de l'environnement et de la santé. "Si les niveaux de dioxyde d'azote dans l'environnement local dépassent 50 parties par milliard, cela peut être très dangereux pour une personne asthmatique, mais maintenant, les capteurs personnels de dioxyde d'azote ne sont pas pratiques », a déclaré Azizi. Leur capteur, s'il est intégré à des smartphones ou à d'autres appareils électroniques portables, pourrait combler cette lacune, il ajouta.
Le chercheur postdoctoral et co-auteur du Berkeley Lab, Mehmet Dogan, s'est appuyé sur le supercalculateur Cori du National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC), une installation utilisateur de supercalcul au Berkeley Lab, pour identifier théoriquement le mécanisme de détection sous-jacent.
Alex Zettl et Marvin Cohen, des professeurs de la division des sciences des matériaux du Berkeley Lab et des professeurs de physique à l'UC Berkeley, co-dirigé l'étude.
