Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Livermore researchers develop battery-less chemical detector

07.04.2011
Unlike many conventional chemical detectors that require an external power source, Lawrence Livermore researchers have developed a nanosensor that relies on semiconductor nanowires, rather than traditional batteries.

Anzeige


A battery-less chemical sensor relies on dynamic interactions of molecules with semiconductor nanowire surfaces that can induce electrical voltages between segments of nanowires.

The device overcomes the power requirement of traditional sensors and is simple, highly sensitive and can detect various molecules quickly. Its development could be the first step in making an easily deployable chemical sensor for the battlefield.

The Lab's Yinmin "Morris" Wang and colleagues Daniel Aberg, Paul Erhart, Nipun Misra, Aleksandr Noy and Alex Hamza, along with collaborators from the University of Shanghai for Science and Technology, have fabricated the first-generation battery-less detectors that use one-dimensional semiconductor nanowires.

The nanosensors take advantage of a unique interaction between chemical species and semiconductor nanowire surfaces that stimulate an electrical charge between the two ends of nanowires or between the exposed and unexposed nanowires.

The group tested the battery-less sensors with different types of platforms - zinc-oxide and silicon -- using ethanol solvent as a testing agent.

In the zinc-oxide sensor the team found there was a change in the electric voltage between the two ends of nanowires when a small amount of ethanol was placed on the detector.

The sensor part of the device is about 2 millimeters in size.

"The rise of the electric signal is almost instantaneous and decays slowly as the ethanol evaporates," Wang said.

However, when the team placed a small amount of a hexane solvent on the device, little electric voltage was seen, "indicating that the nanosensor selectively responds to different types of solvent molecules," Wang said.

The team used more than 15 different types of organic solvents and saw different voltages for each solvent. "This trait makes it possible for our nanosensors to detect different types of chemical species and their concentration levels," Wang said.

The response to different solvents was somewhat similar when the team tested the silicon nanosensors. However, the voltage decay as the solvent evaporated was drastically different from the zinc-oxide sensors. "The results indicate that it is possible to extend the battery-less sensing platform to randomly aligned semiconductor nanowire systems," Wang said.

The team's next step is to test the sensors with more complex molecules such as those from explosives and biological systems.

The research appears on the inside front cover of the Jan. 4 issue of Advanced Materials.

Founded in 1952, Lawrence Livermore National Laboratory is a national security laboratory, with a mission to ensure national security and apply science and technology to the important issues of our time. Lawrence Livermore National Laboratory is managed by Lawrence Livermore National Security, LLC for the U.S. Department of Energy's National Nuclear Security Administration.

Anne Stark | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.llnl.gov
www.llnl.gov/news/newsreleases/2011/Apr/NR-11-04-02.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht „All4Green“ – Rechnen, wenn der Wind bläst
24.05.2012 | Universität Mannheim

nachricht Komplexität beherrschen
23.05.2012 | Siemens AG

Alle Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit


Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und bestimmte Krebsformen gehen auf eine fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen im Körper zurück.

Wissenschaftlern des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) in Jena ist es erstmals gelungen, Proteinstrukturen auf sub-molekularer Ebene nachzuweisen und spektroskopisch zu analysieren. Ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Krankheitsursachen.

„Bis heute hat man nicht genau verstanden, was die fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen, zum Beispiel im Zusammenhang mit Alzheimer, ...

Im Focus: Widerspenstiges Quasiteilchen erzeugt


Die Quantenphysik beschreibt physikalische Vorgänge in Festkörpern und anderen Vielteilchensystemen auch mit Hilfe von Quasiteilchen.

Innsbrucker Physikern um Rudolf Grimm ist es nun erstmals gelungen, ein neues Quasiteilchen - ein repulsives Polaron - in einem Quantengas experimentell zu erzeugen. Die Forscher berichten darüber in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.

Ultrakalte Quantengase sind ein ideales Experimentierfeld, um physikalische Phänomene in Festkörpern zu simulieren. Unter streng kontrollierten Bedingungen ...

Im Focus: Licht lässt Partikel wachsen - Forscher entdecken neuen Mechanismus in der Atmosphäre


Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.

Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.

Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...

Im Focus: Abschreckung: Tabak signalisiert angreifenden Zikaden Verteidigungsbereitschaft


Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen

Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...

Im Focus: Erbgutkopie reist im Protein-Koffer


Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.

Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.

Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Energieversorger vor dem Umbruch

24.05.2012 | Studien Analysen

Stem-cell-growing surface enables bone repair

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

NieKE Themenforum: Ökonomie - Tierschutz - Lebensmittelsicherheit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Nachhaltigkeit in der Schifffahrt: Werte vs. Wertschöpfung

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Wissenschaft und Öffentlichkeit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp