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纳米管使放射性传感器将退出历史舞台

行业上下游中国仪表网2008年05月28日 09:46人气:480

    美国国土安全部先进研究计划局的赞助下,美国小企业创新研究(SBIR)合同的接收人表示,利用纳米管场发射来取代放射性同位素实现的“绿色”烟幕报警离子发生器,就可以消除“脏弹”材料的源头。  

  位于美国德州奥斯汀的Applied Nanotech公司以及位于马萨诸塞州Bedford的Sionex公司目前从美国国土安全部获得了基金支持,以利用碳纳米管阵列产生的电子场发射来生产微型、安全、高性能的传感器,从而取代利用放射性同位素制成的粒子阿尔法射线。 

  “我们认为,在诸如烟雾探测器工业传感器、医疗设备、国土安全应用以及其它应用中,碳纳米管发射器能够取代放射性材料,” Applied Nanotech的科学家Richard Fink表示。 

  在许多美国家庭中,科学家发现各种各样烟雾报警器以及其它气相探测器中存在高达1毫克的放射性镅-241。大约1/5毫克的镅被用于把烟雾探测器中的空气离子化。然而,只要1毫克就足以让处理它的人面临危险;10毫克至100毫克就足以制造“脏弹”,1公斤镅就足以用来制造一颗原子弹! 

  为了停止在我们的国土上继续使用像镍-63和镅-241这样的半衰期分别为100年和432年的放射性材料,美国核管理委员会、国家研究委员会以及美国国土安全部先进研究计划局全部都投资于在烟雾报警、医疗诊断以及研究设备中替代放射性同位素的“绿色”材料的研究。 

  Applied Nanotech和Sionix的联合开发努力的目标是,利用碳纳米管发射器提供把样本离子化的一种安全、廉价、高性能的替代方法,从而集成在各种离子迁移率频谱仪的气流通道前面。Applied Nanotech和Sionix声称已经在原理上证明,碳纳米管发射器不必采用放射性材料,就能够完成所有必需的离子化以及辨认步骤。 

  把气体分子离子化的原理 
  离子迁移率频谱仪的工作原理是,当气体分子通过传感器时,气体分子被离子化,然后,通过它们的原子重量对它们进行辨别。在对样本进行离子化之后,各个带电分子通过漂移管被吸引在一起,在漂移管中这些分子根据它们的原子重量展开,从而允许那个位置来揭示他们对一体化探测器的特征。Applied Nanotech公司的碳纳米管取代放射性材料完成了离子化的步骤,从而利用Sionex公司的一体化微分迁移率频谱仪(DMS)来安全地分离和探测气体粒子。 

  碳纳米管采取集中电场的方法来完成离子化的步骤,类似于闪电棒的原理,从而允许在室温以及大气压力下发射电子。当电子通过空气样本时,它们把气体分子离子化,因此,提供使它们被吸引至传感器以及探测器所需要的电荷。碳纳米管可能根据特殊传感器的需要而给予正电离或负电离。 
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