Mer effektiva sensorer krävs för att kunna hitta utsläpp och föroreningar i vår miljö. Nu har Chalmersforskare visat att man med hjälp av avancerade och ultratunna nanosensorer kan påvisa olika typer av gaser i luften. Den nya metoden banar väg för framtidens miljösensorer. Resultaten publiceras idag i tidskriften Nature Communications.

När gasmolekyler finns i närheten av nanosensorn aktiveras mörka elektroniska tillstånd och lyser upp. Därmed förändras det optiska fingeravtrycket helt, och visar en ny kurva. Illustration: Maja Feierabend och Ermin Malic

– Det här öppnar nya möjligheter för att kunna påvisa olika typer av föroreningar. Till skillnad från dagens sensorer, som bygger på små förändringar i sensorns optiska egenskaper, är vår metod mer robust, säger Maja Feierabend, doktorand på Institutionen för fysik på Chalmers och huvudförfattare av den vetenskapliga artikeln från Chalmers och Technische Universität i Berlin.
Tillsammans med sin handledare, docent Ermin Malic, och doktor Gunnar Berghäuser, har hon utvecklat en helt ny typ av kemiska nanosensorer. De består av ett ultratunt nanomaterial som är extremt känsligt för förändringar i omgivningen. Om man belyser en sådan sensor kan man se ett så kallat optiskt fingeravtryck, som består av olika frekvenser av ljus. Beroende på vilken typ av gasmolekyler som finns i omgivningen förändras fingeravtrycket.
Chalmersforskarnas metod bygger på att de tar hjälp av mörka elektroniska tillstånd på sensorns yta. När det finns molekyler i närheten aktiveras dessa mörka tillstånd och ytan lyser upp. Därmed förändras det optiska fingeravtrycket helt och hållet. Det går helt enkelt att se att molekylerna finns där.
– Vår metod har stor potential och banar väg för ultratunna, snabba, effektiva sensorer med hög precision. I framtiden hoppas vi att detta ska leda till högkänsliga och selektiva sensorer som kan användas inom miljöforskningen, säger Ermin Malic.
Forskarna har ansökt om patent för den nya sensormetoden. Nästa steg är att arbeta vidare med experiment för att kunna förverkliga den nya generationens kemiska sensorer.

Filed under: SvenskTeknik