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(noticias nanowerk) El mundo se ha industrializado cada vez más en los últimos siglos, poniendo a disposición de las masas todo tipo de tecnologías y comodidades. Sin embargo, los trabajadores en entornos industriales a menudo corren el riesgo de exposición a muchos gases peligrosos como el dióxido de nitrógeno (NO).2). La inhalación de este gas puede provocar enfermedades respiratorias graves como asma y bronquitis y puede afectar gravemente la salud de los trabajadores industriales. Monitoreo constante de NO2 Por lo tanto, para garantizar un lugar de trabajo seguro, se requiere un nivel mínimo.
Para respaldar esto, se han desarrollado muchos tipos de sensores selectivos de gases utilizando diversos materiales orgánicos e inorgánicos. Algunos de ellos, como los sensores de cromatografía de gases o los sensores electroquímicos de gases, son sofisticados pero aún así caros y voluminosos.
Por otro lado, los sensores resistivos y capacitivos basados en semiconductores parecen ser una alternativa prometedora, mientras que los sensores de gas con semiconductores orgánicos (OSC) representan una opción rentable y flexible. Sin embargo, estos sensores de gas todavía tienen algunos problemas de rendimiento, incluida una baja sensibilidad y una estabilidad deficiente para aplicaciones de detección.
Con esto en mente, un equipo de investigadores de Corea dirigido por el profesor Yeong Don Park del Departamento de Energía e Ingeniería Química de la Universidad Nacional de Incheon se propuso encontrar estrategias innovadoras para extraer OSC NO.2 Tecnología de sensores al siguiente nivel.
Su estudio fue publicado en Revista de ingeniería química (“Enfoque de ingeniería de interfaz polimérica para sensores de gases orgánicos tipo transistor funcionalizados con perovskita”). Se llevó a cabo en colaboración con investigadores de la Universidad Nacional de Jeonbuk, incluido el profesor Min Kim.
Para ello, el equipo propuso un diseño de sensor de gas híbrido orgánico-inorgánico basado en la combinación de un polímero orgánico conductor y nanocristales de perovskita. Incorporaron un CsPbBr3 Perovskita en una matriz polimérica conductora para mejorar su rendimiento de detección de gases manteniendo la velocidad de detección.
Además, modificaron la superficie de los nanocristales de perovskita con ligandos de polímeros zwitteriónicos. Después de la hidratación, estos ligandos mejoraron significativamente la afinidad del sensor por el NO2 moléculas de gas, lo que resulta en una mejor absorción.
Experimentos adicionales revelaron que el diseño propuesto superó a los sensores convencionales en términos de sensibilidad química al NO.2. Además, su sistema era extremadamente resistente a la oxidación gracias al efecto protector de los nanocristales de perovskita. Esto le permitió resistir el almacenamiento en condiciones ambientales durante varias semanas, demostrando una durabilidad impresionante y un mayor potencial para una instalación a largo plazo.
«Nuestros resultados sugieren un nuevo enfoque para el desarrollo y diseño de sensores de gas basados en diferentes materiales compuestos para lograr una sensibilidad y selectividad superiores», enfatiza el profesor Park al comentar los resultados.
Dado que los OSC pueden diseñarse para que sean flexibles, livianos y relativamente económicos de producir en masa, podrían allanar el camino para la adopción generalizada de sensores de gas en diversos contextos.
«Más allá de entornos específicos, como sitios industriales, los sensores de gas OSC podrían permitir a las personas acceder fácilmente a información sobre la contaminación del aire a través de dispositivos cotidianos como relojes inteligentes», explica el profesor Park. Y añade: «Además, estos sensores tienen el potencial de hacer avanzar la tecnología de diagnóstico al facilitar la detección temprana de enfermedades». Por lo tanto, tienen potencial no sólo en la seguridad en el lugar de trabajo, sino también en las áreas de seguridad alimentaria, control de sustancias químicas y atención médica. diagnóstico.”
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