Thiết
bị mới khắc phục nhu cầu về điện năng của các cảm biến thông thường và
còn đơn giản, có độ nhạy cao và có khả năng phát hiện nhanh nhiều loại
phân tử khác nhau. Việc chế tạo thiết bị này là bước đầu tiên để tạo
ra một cảm biến hóa học dễ dàng sử dụng tại chiến trường.
Yinmin Morris Wang và các cộng sự
Daniel Aberg, Paul Erhart, Nipun Misra, Aleksandr Noy và Alex Hamza tại
Phòng thí nghiệm Lawrence Livermore cùng với các cán bộ tại Đại học
KH&CN Thượng Hải đã chế tạo những chiếc máy phát hiện hóa chất tiêu
thụ ít điện năng thế hệ mới sử dụng các dây nano bán dẫn một chiều.
Các cảm biến nano lợi dụng sự tương tác duy nhất giữa các loại hóa chất
với bề mặt dây nano bán dẫn kích thích tích điện giữa 2 đầu dây nano
hoặc giữa các dây nano đã tiếp xúc và dây nano chưa tiếp xúc (exposed
and unexposed nanowire). Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm các cảm biến
tiêu thụ ít điện năng nhờ các loại nền (platform) khác nhau, đó là nền
chì oxit và nền silicon bằng cách sử dụng dung môi etanol làm tác nhân
thử nghiệm. Trong cảm biến chì oxit, nhóm nghiên cứu đã phát hiện thấy
sự thay đổi điện áp giữa 2 đầu dây nano khi một lượng nhỏ etanol được
đặt trên máy phát hiện.
Wang cho biết, sự gia tăng tín hiệu
điện gần như xuất hiện gần như tức thì và giảm dần khi etanol bốc hơi.
Tuy nhiên, khi nhóm nghiên cứu đặt một ít dung môi hexan lên thiết bị,
thì thấy xuất hiện điện áp nhỏ, chứng tỏ cảm biến nano phản ứng có chọn
lọc với nhiều loại phân tử dung môi. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng hơn 15
loại dung môi hữu cơ và thấy điện áp với mỗi dung môi lại khác nhau.
Wang cho rằng, đặc điểm này giúp các cảm biến nano có thể phát hiện ra
nhiều loại hóa chất khác nhau và hàm lượng của chúng. Phản ứng với
nhiều loại dung môi khác nhau hơi giống như khi nhóm nghiên cứu làm thử
nghiệm với các cảm biến nano silicon. Tuy nhiên, điện áp giảm khi dung
môi bốc hơi lại rất khác so với các cảm biến chì oxit. Bước tiếp theo
nhóm nghiên cứu sẽ thử nghiệm các cảm biến với những phân tử phức tạp
hơn như các phân tử từ chất nổ và các hệ thống sinh học.