碳基空气质量传感器
科学家们开发了一种高度灵敏且准确的二氧化氮 (NO2) 传感器，该传感器在家庭、公共和工业环境中具有挽救生命的潜在应用。长期接触二氧化氮——一种源自内燃机和工业过程的主要空气污染物——会导致呼吸问题，这对婴儿和哮喘患者来说可能特别严重，甚至危及生命。该气体传感器可以在经济实惠的便携式物联网设备中提供当地环境中 NO2 水平的准确读数，该设备可以与智能手机和应用程序同步。
目前只有使用笨重、昂贵的设备才能监测空气质量以防止暴露于十亿分之一 (ppb) 水平的二氧化氮，因此很少实施。这项工作的目标是创建一种足够灵敏和准确的设备，可以检测空气中低于 20 ppb 的二氧化氮，但它也可以在现实世界的情况下运行，并且足够方便且价格合理，具有广泛使用的潜力。
当该团队开发出一种基于激光沉积碳气凝胶 (LDCA) 的二氧化氮传感层时，突破就出现了，他们发现与其他常见的空气污染物相比，该二氧化氮传感层对二氧化氮具有出色的选择性，使其在碳纳米材料中独一无二。使用可扩展且廉价的一步激光工艺，将薄、多孔且粘附良好的 LDCA 薄膜沉积到电极上，然后可以将其安装在一系列设备结构中以进行连续空气监测。该传感器非常灵敏，可以在不到 15 分钟的时间内检测到接近 10 ppb 的 NO2，而且至关重要的是，它可以在室温下运行——即使在潮湿条件下也能很好地工作，这对许多其他传感器来说都是一个有问题的环境。
就像窗玻璃上的冷凝水一样，纳米材料（例如用于该开发的碳）几乎总是有地表水。通常，这是负面的，因为它会干扰技术，但在这种情况下，团队能够利用水层来选择性地溶解 NO2，而不是通常在环境条件下发现的其他挥发物。
传感器的潜在应用可能包括作为一种安全设备来监测婴儿卧室的空气质量，帮助告知最佳步行或骑自行车路线和一天中的时间以避免高污染水平，甚至由房地产经纪人提供预期的房屋了解房屋和地区二氧化氮水平信息的买家。
这些数据还可以输入国家或全球污染监测数据库，以对空气质量产生积极影响。
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