Este electrodo se utiliza para recopilar las propiedades de detección de los MOF. Crédito:2019 KAUST
Desde astronautas y submarinistas hasta mineros y rescatistas, personas que operan en pequeñas, Los espacios cerrados necesitan una buena calidad de aire para funcionar de forma segura y eficaz. Los sensores electrónicos ahora desarrollados por un equipo de KAUST pueden detectar simultáneamente al menos tres parámetros críticos que es importante monitorear para garantizar la comodidad y la seguridad de las personas.
Estos nuevos sensores utilizan estructuras organometálicas fluoradas (MOF) como capa de detección. Los MOF son materiales porosos que comprenden una matriz regular de átomos metálicos unidos por pequeños enlazadores de moléculas orgánicas para formar una estructura repetitiva similar a una jaula. Mohamed Eddaoudi de KAUST, quien dirigió los dos estudios sobre la eficacia del sensor, explica que al alterar los componentes metálicos y orgánicos, Los MOF se pueden ajustar para aplicaciones que van desde la separación y el almacenamiento de gases hasta la catálisis y la detección.
"Mucha gente ha intentado desarrollar eficiente, SO de bajo costo 2 , CO 2 y H 2 O sensores sin éxito, "dicen los investigadores Mohamed Rachid Tchalala, Youssef Belmabkhout y Prashant Bhatt, todo desde el laboratorio de Eddoudi.
El enfoque adoptado por el grupo de Eddaoudi fue desarrollar un MOF fluorado, que Belmabkhout y Tchalala probaron como materiales sensores para estos gases. La prueba de estos materiales de última generación se realizó en colaboración con Khaled Nabil Salama y su equipo.
El primer estudio muestra cómo el sensor puede medir la concentración de dióxido de carbono y el nivel de humedad en el aire. Si bien el segundo estudio de los mismos MOF fluorados muestra que puede detectar el gas nocivo y corrosivo dióxido de azufre, o incluso eliminarlo selectivamente de los gases de combustión de la central eléctrica.
"Rastros de SO 2 están presentes invariablemente en los gases de combustión producidos por las fábricas y centrales eléctricas, y entonces 2 ¿Puede envenenar materiales desarrollados para atrapar CO 2 para la captura y almacenamiento de carbono, "dicen Belmabkhout y Bhatt". AlFFIVE-1-Ni puede absorber TAN 2 con una afinidad 66 veces superior a la del CO 2 , mientras muestra una buena estabilidad para SO 2 exposición."
Los MOF también se pueden utilizar con dos Plataformas de sensores de alta sensibilidad de bajo costo. Los sensores de microbalanza de cristal de cuarzo (QCM) que están recubiertos con una película delgada de cualquiera de los MOF detectaron el cambio de masa con la absorción de SO 2 , o agua y CO 2 . Similar, Los sensores de electrodos interdigitados recubiertos de MOF detectaron un cambio en las propiedades electrónicas con la absorción de agua y CO 2 .
Ambas plataformas de sensores, el equipo mostró, podría controlar la humedad y el CO 2 niveles en condiciones atmosféricas reales. "La señal está calibrada contra CO 2 concentración, nivel de humedad y mezclas de ambos, "Tchalala explica. Un sensor basado en QCM también podría detectar SO 2 en el aire a niveles de solo 25 partes por millón.
