2005年5月27日
用于从飞机和汽车窗户上排放雨水的化学涂层也大大提高了氢传感器的灵敏度和反应时间。在拟议的氢经济中，氢传感器技术是安全及其他实际问题的关键组成部分。例如，氢传感器可以在氢燃料汽车和加油站发生爆炸危险之前很久就检测到泄漏。
这一发现是由美国能源部材料科学部的物理学家肖志立领导的团队发现的欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球阿贡国家实验室也是北伊利诺伊大学物理学副教授。科学家们证明，增强的传感器设计显示了对氢气的快速和可逆响应，可重复数百个周期。该团队的研究报告于今年5月发表在《应用物理快报》(Applied Physics Letters)上。
传感器材料是通过在玻璃载玻片上沉积一层不连续的钯薄膜制成的，玻片表面涂有一层类似于润滑脂的自组装硅氧烷单层固定在其表面。
“通过加入硅氧烷自组装单层膜，我们已经改变了薄膜动力学，”化学家、阿贡格伦西博格博士后研究员Michael Zach说。“其他传感器暴露在2%的氢气下的响应时间为几秒钟;我们的工作时间是几十毫秒。”此外，科学家们报告说，增强的传感器足够灵敏，可以检测到低至百万分之25的氢含量，远低于氢的低爆炸极限40000 ppm。他们的灵敏度和速度优于任何可用的商业传感器。
钯是一种理想的氢传感材料，因为它选择性地吸收氢气并形成一种化学物质，称为钯氢化物。厚膜氢传感器的设计依赖于钯金属氢化物的电阻大于金属电阻的事实。在这种系统中，氢的吸收伴随着可测量的电阻增加。
然而，钯薄膜传感器是基于相反的性质，这取决于薄膜内的纳米尺度结构。在薄膜中，当氢化物形成时，纳米级钯粒子会膨胀，在膨胀的过程中，其中一些粒子会与欧洲杯猜球平台邻近的粒子形成新的电连接。传导通路数量的增加导致整体阻力净下降。
钯擅长“润湿”裸露的玻璃表面——它在玻璃上扩散成几纳米厚、几十纳米宽的水坑状簇。在玻璃上预先涂上硅氧烷单层膜后，阿贡的科学家们看到钯的尺寸和空间分布发生了显著的变化。就像刚打蜡的汽车表面的水珠一样，钯形成了直径只有几纳米的粒状簇。硅氧烷涂层玻璃上相邻的钯簇之间的间隙比裸玻璃上更大、更分散的簇之间的间隙平均要小十倍。
“更短的间隔距离对于提供快速、灵敏的响应非常重要，”化学家徐涛(Tao Xu)说。他是快速氢传感器专利申请的第一发明人。即使是星系团的轻微膨胀，也会在相邻星系团之间产生更多新的电接触，并将许多电流传播的新路径连接在一起。
科学家们也有证据表明，这种玻璃的表面处理降低了金属和玻璃之间的附着力，这种附着力阻碍了裸玻璃上钯纳米颗粒的膨胀和收缩。欧洲杯猜球平台这一效应有助于提高传感器的响应速度。
科学家们花了将近一年的时间优化过程，在镀膜玻璃上制作钯薄膜，他们开发了一种新的测试系统，可以快速注入氢气，以毫秒的时间尺度测试传感器。他们表示，他们制造传感器的方法很容易扩展到工业水平。“我们正在使用半导体行业已经使用的技术，”扎克说。
传感器也将是负担得起的。尽管钯是一种昂贵的贵金属，但扎克估计，每个传感器中的钯含量如此之小，以至于其成本不到一便士。
几个悬而未决的问题包括传感器是否能够承受空气中的有毒污染物，以及传感器是否能够长期运行。材料科学部超导与磁性小组的负责人郭伟光表示，相信这些问题可以在工程层面上解决。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球该传感器正在由一个工业伙伴与Argonne合作开发用于商业用途。
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