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水中鉛污染再微弱 最新傳感器也可檢測

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-10-30  來源:科技日報  瀏覽次數:1435
核心提示:近日,印度和新加坡的研究團隊研發出一種高靈敏度的便攜式傳感器,即使水中鉛含量再微弱——僅為0.018ppb(ppb為十億分之一)的含量,也能成功檢測出來。

近日,印度和新加坡的研究團隊研發出一種高靈敏度的便攜式傳感器,即使水中鉛含量再微弱——僅為0.018ppb(ppb為十億分之一)的含量,也能成功檢測出來。相關研究報告發表在最新一期《電氣與電子工程師協會電子器件通訊》雜志上。

科學已證實,被鉛離子污染的飲用水,會對人類健康產生嚴重威脅。鑒于此,印度理工學院焦特布爾分校與新加坡材料研究與工程研究所的研究人員開發了一種新型傳感器,其以硅片為基礎,在其上生長氮化鎵和氮化鎵鋁。

此前,氮化鎵和氮化鎵鋁的晶體結構和硅不同,因此在硅上生長存在一定障礙。而團隊為制造一層無應力的氮化鎵,在硅片基底上制造了5層氮化鎵和氮化鎵鋁。隨后制造出允許電子流動的源極和漏極,并由柵極(類似于閥門)來調節電子流動。在氮化鎵和氮化鎵鋁的頂端相交的位置,形成了二維電子氣,即電子從源極轉移到漏極的導電層。當有鉛離子吸附在柵極上時,電流會增加,增幅由吸附的鉛離子量決定,因此檢測電流變化,就可以知道鉛離子的濃度。

該傳感器十分靈敏,即使水中鉛濃度只有0.01ppb,電流也會有所增加。如果水中存在汞、銅、鋅、鎘和鉻等其他金屬離子,傳感器也可以在4秒內對鉛離子作出響應。這種傳感器還可反復使用,用水清洗后傳感器檢測鉛的時間也沒有受到影響。

目前,研究團隊已經使用15個自來水和湖水樣本對傳感器進行檢驗,其結果均與使用標準技術檢測結果一致。(記者張夢然)

 
關鍵詞: 傳感器 儀器儀表 高靈敏度的便攜式傳感器

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