檢測氫的一種方法是使用分散在基底上的鈀奈米顆粒的感測器。該技術利用鈀吸收氫氣時體積膨脹的特性,檢測分散的鈀奈米粒子與氫氣接觸時體積膨脹,並在與氫氣接觸時變得導電(電阻較低)。其他。作為原則。在這個感測器中,高靈敏度的關鍵是最小化奈米顆粒之間的間距,以便即使體積發生微小變化,它們也能相互接觸。然而,到目前為止,控制奈米顆粒之間的間距一直很困難。

 大阪大學研究生院的研究小組開發了一種獨特的利用聲音的粒子間距評估方法,並將其應用於鈀奈米粒子的製造,他們實現了比傳統方法高出12 倍的氫檢測能力(電阻) 。我們成功地創造了表現出這種變化的鈀奈米顆粒。

 研究團隊專注於鈀膜形成早期階段在基材上形成的奈米顆粒。在金屬膜形成過程中,首先形成奈米顆粒,當它們生長並相互接觸時,形成連續的膜。如果在連續成膜之前立即中斷成膜,則可以使奈米顆粒之間的距離極小。

 到目前為止,在成膜過程中評估粒子之間的距離一直很困難,但他們透過利用壓電材料的共振(聲音)的獨特方法成功了。當基板背面的壓電材料振動時,周圍會產生電場,消耗壓電材料的振動能量並在鈀中產生電流。當鈀奈米顆粒接觸時,能量消耗達到最大,導致壓電體的振動最大程度衰減。換句話說,當監測壓電材料的聲音時,當奈米顆粒彼此接觸時,聲音突然停止。

 此方法生產的鈀奈米顆粒具有優異的氫檢測能力,有望應用於高靈敏度的氫感測器,甚至可以檢測低濃度的氫。

論文信息:【應用物理學】利用壓電諧振法精確控制半連續鈀膜的氫響應

大學學報在線編輯部

這是大學期刊的在線編輯部。
文章由對大學和教育具有高水平知識和興趣的編輯人員撰寫。