瑞典美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)碳納米管可探測氣體 (2005-03-04)
發(fā)布時間:2007-12-04
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瑞典和美國的物理學(xué)家證實,碳納米管(carbon nanotube)遭受氣體原子或分子撞擊時,電阻會改變。這項新發(fā)現(xiàn)對于利用碳納米管做為化學(xué)傳感器的組件,將有重大的影響。
碳納米管是石墨層卷曲形成的管狀結(jié)構(gòu),具有特殊的電性。它們在軸向上有很強(qiáng)的力學(xué)強(qiáng)度,但是在徑向(radial diretion)卻很容易變形。美國賓州州立大學(xué)的Hugh Romero和Peter Eklund以及瑞典Goteborg大學(xué)、Chalmers科技大學(xué)的Kim Bolton和Arne Rosen證明在不同種類的氣體撞擊之下,壁身的微小形變或凹陷,會使碳納米管的電性產(chǎn)生改變。
該團(tuán)隊測量含有成束單壁式碳納米管的薄膜,暴露在約一大氣壓的不同氣體中時的熱電力(thermoelectric power)和電阻,其中的碳管管徑約1至6納米、長度約數(shù)微米。研究人員發(fā)現(xiàn),在充入不同的惰性氣體原子(He、Ne、Ar、Kr、Xe)和小型分子(甲烷、氮),碳管的熱電力和電阻與氣體分子或原子質(zhì)量的三次方根成正比關(guān)系增加。Bolton指出,碳納米管因遭受氣體撞擊,邊壁產(chǎn)生形變因而妨礙電流的流動,科學(xué)家可以利用這個特性來探測氣體的存在及其壓力大小,特別是現(xiàn)行探測技術(shù)很難探測到的氣體。