Турция увеличила импорт природного газа в январе 2024 году
30.03.2024
Исследователи из Питсбургского университета (США) сумели получить коаксиальный кабель с обмоткой из золотой нанопроволоки в качестве необходимого компонента для создания недорогих детекторов ядовитых газов, содержащихся в газе природном.
Руководитель проекта Александр Стар и его коллеги из Национальной лаборатории энерготехнологий (NETL) предложили оригинальный метод самосборки, использующий молекулярные каркасы углеродных нанотрубок для роста нанопроводов золота. Полученные результаты учёные опубликовали в Journal of the American Chemical Society.
Рис. 1. Иллюстрация Alexander Star / University of Pittsburgh.
Как поясняет г-н Стар, большинство стандартных методов определения газов требует массивного и дорогого оборудования. Вывод напрашивается сам собой: нужны небольшие датчики, построенные на детекторах из наноматериалов. Газовщики и нефтяники могли бы постоянно носить их с собой для фиксации сероводорода, одного из главных токсинов природного газа.
Учёные обнаружили, что наноматериалы на основе золота идеально подходят для определения именно сероводорода, благодаря высокому сродству золота к двухвалентной сере и уникальным физическим свойствам наноструктур. Подбирая подходящий молекулярный каркас для поддержания процесса самосборки наноматериала, исследователи экспериментировали с углеродными нанотрубками и графеном, используя компьютерное моделирование, рентгеновскую дифракцию и просвечивающую электронную микроскопию. Затем продукт тестировался на отношение к присутствию сероводорода.
Для получения золотых нанопроволок углеродные нанотрубки суспендировались в растворе кислого тетрахлораурата (HAuCl4). По мере перемешивания и нагревания смеси золото восстанавливалось, образуя наночастицы на внешних стенках углеродных нанотрубок. В результате формировались высокопроводящие «коаксиальные провода» из золотых нанопроволочек и углеродных нанотрубок.
Рис. 2. Синтез и описание золотых нанопроволок (иллюстрация Alexander Star / University of Pittsburgh).
Чтобы оценить способность нанопроволок детектировать сероводород, г-н Стар и коллеги нанесли получившийся композитный материал на чип, содержащий матрицу золотых электродов. Рабочий прототип сумел определить присутствие сероводорода на уровне 5 ppb (части на миллиард), что сравнимо с используемыми сегодня технологиями.
Кроме того, исследователи смогли определить наличие сероводорода в сложной газовой смеси, подобной природному газу.
Сейчас группа тестирует пределы обнаружения сероводорода экспериментальным чипом, применяя настоящие образцы смесей из газовых колодцев.
Технологии 08.04.2024
Технологии 12.02.2024
Аналитика 02.12.2021
Технологии 31.07.2019
Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться
Читайте также