UNSW desenvolve sensor em miniatura para detectar dióxido de nitrogênio com alta sensibilidade

Um sensor em miniatura altamente sensível capaz de detectar dióxido de nitrogênio (NO₂) em níveis baixos foi desenvolvido por uma equipe de pesquisadores da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW) em Sydney, segundo relatos. Este dispositivo compacto, medindo apenas 2 cm por 2 cm e espessura de 0,4 mm, detecta o gás tóxico em tempo actual e opera sem a necessidade de fonte de alimentação externa. Seu projeto visa abordar questões de tamanho, custo e consumo de energia que são comumente associadas aos sensores de gás tradicionais.

Usos e limitações de sensores de gás

O estudo foi publicado em Ciência Avançada. Sensores de gás são amplamente utilizados para detectar gases perigosos em ambientes industriais, automotivos e de saúde. A monitorização de gases como o monóxido de carbono (CO) e o NO₂ é essential em áreas como fábricas e autoestradas onde os níveis de emissão são elevados, conforme relatado na Superior Science. Esses sensores também são empregados em aplicações que vão desde motor otimização de desempenho para diagnósticos médicos.

Desafios como alto consumo de energia, tamanho grande e limitações de sensibilidade têm sido problemas antigos na área. De acordo com o professor Dewei Chu, da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da UNSW, em um declaraçãoos sensores de oxigênio disponíveis comercialmente podem custar até US$ 5.000 e muitas vezes exigem operação em temperaturas elevadas, às vezes excedendo 300 graus Celsius.

Abordagem inovadora usando dissulfeto de molibdênio

A equipe de pesquisa usou dissulfeto de molibdênio (MoS₂) como materials central de seu sensor. Este composto, conhecido pela sua sustentabilidade e biocompatibilidade, foi modificado através da integração de azoto para melhorar a sua sensibilidade. Os relatórios indicam que o sensor atinge alta sensibilidade ao NO₂ em concentrações tão baixas quanto 10 partes por milhão (ppm), funcionando efetivamente em temperatura ambiente.

Produção Sustentável com Impressão 2D

Uma nova técnica de impressão 2D foi empregada para construir o sensor. O processo envolve a impressão de materiais em nanoescala em uma superfície plana para formar eletrodos sensores e a camada de detecção. O professor Chu destacou o potencial desta tecnologia para reduzir significativamente os custos de produção.

Aplicações e metas futuras

A equipe pretende aprimorar as capacidades do sensor testando-o contra outros gases, incluindo compostos orgânicos voláteis e monóxido de carbono, conforme observado na Superior Science. Seu tamanho compacto e eficiência energética o tornam adequado para dispositivos vestíveis e sistemas de segurança em ambientes como minas e armazéns.