Istraživači s Macquarie sveučilišta razvili su revolucionaran pristup izradi ultraljubičastih (UV) senzora, čime su omogućili učinkovitije i fleksibilnije nosive uređaje. Ova nova tehnologija, temeljena na korištenju para octene kiseline, predstavlja značajan pomak u području senzorskih sustava, nudeći višestruke prednosti u odnosu na tradicionalne metode koje zahtijevaju visoke temperature.

Studija, objavljena u časopisu Small, naglašava kako para octene kiseline, u osnovi pare octa, može značajno poboljšati performanse senzora temeljenih na cinkovim oksidnim nanočesticama. Tradicionalne metode izrade ovih senzora zahtijevaju dugotrajnu toplinsku obradu, ali istraživački tim iz Macquarie sveučilišta otkrio je kako se slični učinci mogu postići jednostavnim kemijskim procesom na sobnoj temperaturi.

Nova tehnologija koja mijenja pravila igre
Ključni aspekt ove inovacije je izlaganje senzora parama octa, što uzrokuje spajanje susjednih nanočestica cinkovog oksida na površini senzora, stvarajući mostove kroz koje energija može prolaziti. Ovaj proces omogućuje da senzori postanu nevjerojatno osjetljivi – do 128,000 puta osjetljiviji u usporedbi s neobrađenim senzorima. Senzori također zadržavaju sposobnost precizne detekcije UV svjetlosti bez smetnji, što ih čini pouzdanim i dugotrajnim rješenjem za brojne primjene.

Izvanredna profesorica Noushin Nasiri, voditeljica Laboratorija za nanotehnologiju na Macquarie sveučilištu, ističe kako je ovaj jednostavan, ali učinkovit proces transformativan za industriju senzora. Tradicionalne metode uključuju pečenje senzora na visokim temperaturama, što ograničava mogućnosti primjene u fleksibilnim i osjetljivim materijalima. Međutim, nova tehnika omogućuje izradu senzora koji su ne samo funkcionalni već i ekološki prihvatljivi.

Detaljan proces izrade
Proces izrade ovih naprednih senzora započinje prskanjem otopine cinka u plamen, što stvara finu maglicu cinkovih oksidnih nanočestica koje se talože na elektrodama od platine. Ovaj tanki, spužvasti film zatim se izlaže parama octa u razdoblju od pet do dvadeset minuta, ovisno o željenoj razini povezanosti čestica. Para octa inducira promjene u strukturi filma, omogućujući česticama da se međusobno povežu i tako osiguraju nesmetan protok elektrona kroz senzor. Osim toga, čestice ostaju dovoljno male da učinkovito detektiraju svjetlost.

Znanstvenici su proveli opsežno testiranje različitih formulacija prije nego što su pronašli savršenu ravnotežu u procesu. Voda sama po sebi nije bila dovoljno snažna da poveže čestice, dok je čisti ocat bio prejak, uništavajući strukturu senzora. Idealni rezultati postignuti su kada su senzori izloženi parama oko 15 minuta, dok je dulje izlaganje uzrokovalo prekomjerne strukturne promjene koje su narušile performanse.

Široke primjene i komercijalni potencijal
Nova tehnika obrade parama na sobnoj temperaturi donosi brojne prednosti u odnosu na trenutno korištene metode visokotemperaturne obrade. Omogućuje korištenje materijala osjetljivih na toplinu i fleksibilnih baza, a također je ekonomičnija i ekološki prihvatljivija. Proces se lako može komercijalno proširiti, čineći ga idealnim rješenjem za masovnu proizvodnju nosivih UV senzora.

Nasiri naglašava da ova metoda ima potencijal za širu primjenu u različitim tipovima senzora. Korištenjem jednostavnih kemijskih obrada parama umjesto visokotemperaturnih procesa, tehnologija se može primijeniti na razne funkcionalne materijale, nanostrukture i podloge, otvarajući vrata za razvoj novih senzorskih rješenja u različitim industrijama.

Ova inovacija, koja dolazi u trenutku sve veće potražnje za fleksibilnim i ekološki prihvatljivim tehnologijama, predstavlja značajan korak naprijed u razvoju senzora, posebice za nosive uređaje koji zahtijevaju visoku osjetljivost i nisku potrošnju energije.

Izvor: Macquarie University