เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย เซ็นเซอร์เปลี่ยนสียกธงสีชมพูต่อการรั่วไหลของไฮโดรเจน

เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย อนุภาคเหนือที่บ่งชี้ไฮโดรเจน การเปลี่ยนสีอย่างง่ายอาจบ่งชี้ว่ามีก๊าซไฮโดรเจนที่อาจเป็นอันตรายได้ด้วยเซ็นเซอร์ใหม่ที่พัฒนาโดยนักวิจัยในเยอรมนี อุปกรณ์ระดับไมครอนซึ่งใช้สิ่งที่เรียกว่า “อนุภาคเหนือ” ซึ่งเปลี่ยนจากสีม่วงเป็นสีชมพูเมื่อมีไฮโดรเจน สามารถช่วยป้องกันการระเบิดได้โดยทำให้ตรวจจับและระบุตำแหน่งการรั่วไหลได้ง่ายขึ้นที่สถานีบริการน้ำมัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และท่อส่งน้ำมัน

ไฮโดรเจนที่ผลิตโดยใช้พลังงานหมุนเวียน

เป็นเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและอาจมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนไปใช้แหล่งพลังงานที่ยั่งยืนมากขึ้น อย่างไรก็ตาม สารนี้ติดไฟได้สูงและอาจระเบิดได้ในที่ที่มีอากาศ และลักษณะที่ไม่มีสีและไม่มีกลิ่นทำให้ตรวจจับได้ยาก เซ็นเซอร์ไฮโดรเจนแบบออปติคัลมีแนวโน้มที่จะใช้โครงสร้างที่ซับซ้อน เช่น นาโนแอนเทนนา แหล่งกำเนิดแสง เส้นใยแก้วนำแสง และอุปกรณ์ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์เพื่อแปลงสัญญาณออปติคัลเป็นการตอบสนองที่อ่านได้ ในขณะที่เซ็นเซอร์ไฮโดรเจนแบบ “แก๊สโซโครมิก” (กล่าวคือ การเปลี่ยนสี) มักถูกประดิษฐ์ให้บาง ฟิล์มของพื้นผิวเฉพาะ ทำให้โครงสร้างหลายชั้นเปราะบาง

การเปลี่ยนแปลงสองสีที่แตกต่าง

กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ที่ FAU Erlangen-Nürnberg ซึ่งประสานงานโดยJakob Reichsteinในกลุ่มวิจัยของ Karl Mandelได้สร้างเซ็นเซอร์ไฮโดรเจนทางเลือกโดยใช้อนุภาคเหนือกว่าที่มีสามองค์ประกอบ: อนุภาคนาโนซิลิกา อนุภาคนาโนทองคำแพลเลเดียม (Au-Pd) และสีย้อมบ่งชี้ เรียกว่า เรซาซูริน ทีมงานได้รวมส่วนผสมทั้งสามนี้ในการกระจายตัวในน้ำซึ่งทำเป็นละอองเพื่อสร้างละอองขนาดเล็ก 

จากนั้นจึงนำหยดละอองเข้าไปในห้องร้อน

ในกระบวนการที่เรียกว่าการทำแห้งแบบพ่นฝอย เมื่อตัวทำละลายระเหยออกไป Reichstein อธิบายว่าอนุภาคนาโนและโมเลกุลของสีย้อมถูกบังคับเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดโครงสร้างที่เรียกว่าโครงร่างเหนืออนุภาคที่มีมวลสารคล้ายเมโสพอรัสซึ่งสามารถเข้าถึงก๊าซ เช่น ไฮโดรเจนได้

ในขณะที่อนุภาคในโครงสร้างดูดซับน้ำจากบรรยากาศ พวกมันจะสร้างระบบสามเฟสที่ช่วยให้โมเลกุลของเรซาซูรินสามารถแพร่กระจายได้อย่างอิสระ ในความเป็นจริง Reichstein กล่าวว่าน้ำทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในการขนส่งโดยนำโมเลกุลของสีย้อม resazurin ไปสู่อนุภาคนาโน Au-Pd ที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เมื่อมีไฮโดรเจน เรซาซูรินจะลดลง (นั่นคือ ดึงอะตอมไฮโดรเจนขึ้นมา) ก่อตัวเป็นสารเคมีที่เกี่ยวข้อง รีโซรูฟิน ถ้าไฮโดรเจนยังคงมีอยู่ – เช่นเดียวกับกรณีของการรั่วไหลอย่างต่อเนื่อง – จะเกิดปฏิกิริยารีดักชันเพิ่มเติมขึ้น โดยเปลี่ยนรีโซรูฟินเป็นไฮโดรรีโซรูฟิน

Reichstein อธิบาย “การลดลงของ resazurin ที่เกิดจากไฮโดรเจนนั้นมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงสีสองขั้นตอนที่ชัดเจนของ supraparticles: ครั้งแรกที่เปลี่ยนกลับไม่ได้จากสีม่วงเป็นสีชมพูแล้วเปลี่ยนกลับเป็นสถานะไม่มีสี “การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่า”

โครงสร้างที่เรียบง่าย Reichstein กล่าวว่า suprapicles ที่ระบุไฮโดรเจนของทีมมีการใช้งานที่เป็นไปได้หลายประการ ด้วยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 1-10 µm อนุภาคจึงมีขนาดเล็กพอที่จะนำไปใช้เป็นสารเติมแต่งหรือเม็ดสีในวัสดุต่างๆ รวมถึงการเคลือบบนท่อและชุดป้องกันภัย วิธีนี้ทำให้ง่ายต่อการใช้ประโยชน์จากพวกมันเพื่อตรวจจับไฮโดรเจนอย่างรวดเร็วและสำหรับการระบุตำแหน่งการรั่วไหลได้อย่างแม่นยำในเกือบทุกจุดที่น่าสนใจ เซ็นเซอร์แรงบันดาลใจจาก

ผีเสื้อเซ็นเซอร์ไฮโดรเจนได้รับแรงบันดาลใจจากปีกผีเสื้อ

นักวิจัยซึ่งรายงานงานของพวกเขาในAdvanced Functional Materialsวางแผนที่จะเพิ่มประสิทธิภาพ supraparticle ของพวกเขาจนกว่าพวกเขาจะสามารถ “ตระหนักถึงศักยภาพอย่างเต็มที่ นำไปใช้ในการใช้งานในชีวิตจริง และด้วยเหตุนี้จึงมีส่วนสนับสนุนเศรษฐกิจไฮโดรเจนที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น” “ขณะนี้ เรากำลังตรวจสอบและปรับปรุงความไวของอนุภาคเหนือกว่าตลอดจนความเสถียรในระยะยาว” Reichstein กล่าวสรุป “เรากำลังทดสอบการทำงานของแก๊สโซโครมิกของอนุภาคเหนือในสารเคลือบ”

การจำลองโดยใช้แบบจำลองที่คล้ายคลึงกันมากขึ้นกับท่อนาโนคาร์บอนจริงแสดงให้เห็นว่าท่อคาร์บอนในบางครั้งอาจเปลี่ยนรูปให้มีหน้าตัดเป็นวงรี ซึ่งทำให้สายโซ่ไนโตรเจนมีเสถียรภาพมากขึ้น การจำลองโครงสร้างไนโตรเจนโพลีเมอร์บางส่วนที่อุณหภูมิห้องแนะนำว่าสามารถคงความเสถียรในโครงสร้างท่อนาโนคล้ายไม้ไผ่ได้ คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของโครงสร้างภายในท่อนาโนคาดว่าจะมีตั้งแต่เซมิคอนดักเตอร์ไปจนถึงพฤติกรรมคล้ายโลหะ

ที่สำคัญ ความหนาแน่นของพลังงานของพอลิเมอร์ไนโตรเจนคาดว่าจะเกือบสองเท่าของทีเอ็นที ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพของพวกมันในฐานะตัวขับเคลื่อนหรือวัตถุระเบิด

จากทฤษฎีสู่การทดลอง

แม้ว่าการวิจัยจะให้ความเข้าใจว่าโครงสร้างที่จำกัดสามารถใช้เพื่อทำให้วัสดุนาโนมีเสถียรภาพได้อย่างไร การสร้างโครงสร้างเหล่านี้ในห้องปฏิบัติการจะเป็นงานที่ยาก การใช้ท่อนาโนขนาดสั้นกับโซเดียมเอไซด์เป็นสารตั้งต้นภายใต้การให้ความร้อนด้วยเลเซอร์และส่วนผสมของอาร์กอนและไนโตรเจนอาจช่วยได้ ถึงกระนั้น การทำให้โครงสร้างเหล่านี้เป็นจริงยังคงเป็นความท้าทายที่นักเคมีในการทดลองต้องเผชิญ

เซลล์แสงอาทิตย์ที่ประกอบด้วยผลึก perovskite ทั้งแบบสามมิติและสองมิติยังคงประสิทธิภาพไว้แม้หลังจากสัมผัสกับความร้อนและความชื้นสูง ซึ่งถือเป็นครั้งแรกสำหรับอุปกรณ์ที่ทำจากวัสดุโฟโตโวลตาอิกที่มีแนวโน้มว่าจะไม่เสถียร อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยในซาอุดิอาระเบีย โดยสามารถรักษาประสิทธิภาพเบื้องต้นไว้ได้ 95% หลังจากใช้งานได้ยาวนาน 1,000 ชั่วโมงที่อุณหภูมิ 85 องศาเซลเซียสและความชื้นสัมพัทธ์ 85% ดังนั้นจึงเป็นไปตามมาตรฐานความเสถียรทางอุตสาหกรรมที่สำคัญสำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย