麦考瑞大学的工程师们开创了一种新的纳米传感器制备方法，该方法在显著减少二氧化碳排放、降低成本、提高效率和多功能性方面取得了突破，大幅改进了这个价值数万亿美元的全球行业中的关键工序。

该团队找到了一种用少量乙醇而非传统的高温加热材料的方法来处理每个传感器的技术。

他们的研究最近发表在《先进功能材料》杂志上。

麦考瑞大学工程学院纳米技术实验室主任、对应作者Noushin Nasiri副教授表示：“纳米传感器通常由数十亿个纳米颗粒组成，沉积在一个小的传感器表面上，但是大多数这些传感器在首次制备时并不能工作。”

纳米颗粒自行组装成一个由弱自然键连接在一起的网络，这可能导致颗粒之间产生很多缝隙，无法传输电信号，因此传感器就无法正常工作。

在努力改进紫外线光传感器——Sunwatch的关键技术时，Nasiri副教授的团队发现了这个发现，这也使她成为2023年尤里卡奖的入围者。

纳米传感器的巨大表面积与体积比由数层纳米颗粒构成，使其对它们设计用来检测的物质非常敏感。但是，大多数纳米传感器在经过一个耗时且能源密集的12小时加热过程以将纳米颗粒层熔合在一起、形成通道以允许电子通过层之前，无法有效工作。

“高温会摧毁大多数基于聚合物的传感器，而含有微小电极的纳米传感器，比如纳米电子设备中的传感器，也会融化。许多材料目前无法用于制造传感器，因为它们无法承受高温。”纳西里副教授说道。

然而，麦考瑞团队发现的新技术绕过了这个耗能的高温过程，可以使用更广泛范围的材料制造纳米传感器。

“在不放入烤箱的情况下，在传感层上加入一滴乙醇，将有助于表面上的纳米颗粒移动，纳米颗粒之间的间隙消失，颗粒彼此结合。”纳西里副教授表示。

“我们表明，乙醇极大地提高了传感器的效率和响应性，超出了经过12小时加热后的效果。”

这种新方法是在这项研究的第一作者，研究生陈杰登（晓虎）在清洗坩埚时不小心溅到传感器上，通常情况下这种事故会摧毁这些敏感设备。

“我以为传感器被毁了，但后来意识到这个样品胜过我们之前制作的任何其他样品。”陈说。

纳西里副教授表示，这个意外可能让他们想到了这个方法，但该方法的有效性取决于仔细确定使用的乙醇体积。

“当杰登发现这个结果时，我们非常仔细地回去尝试不同数量的乙醇。他一遍又一遍地测试找到有效的方法。”她说。

“就像是《金发姑娘与三熊》一样，三微升太少了并没有起到有效作用，十微升太多了会扫掉传感层，而五微升刚刚好！”

该团队已经申请了该发现的专利，这可能会在纳米传感器领域引起很大的轰动。

“我们已经开发出了一个制造纳米传感器的配方，我们已经用UV光传感器以及检测二氧化碳、甲烷、氢气等的纳米传感器进行了测试——效果一样。”纳西里副教授说道。

“在正确测量的一滴乙醇后，传感器大约在一分钟内被激活。这将一个慢、高能耗的过程转变为更加高效的事情。”

已经有澳大利亚和国际公司主动联系纳西里副教授，希望与她合作将该技术投入实践。