Penemuan Ilmuwan Rusia Dapat Memperpanjang Umur Layanan Sensor Gas
KALBARNEWS.CO.ID (RUSIA) - Masa pakai sensor gas dapat diperpanjang dengan memodifikasi kisi kristal dari material berskala nano yang digunakan dalam produksi sensor gas.
Demikian kesimpulan yang dibuat oleh para ilmuwan dari Universitas Negeri Lomonosov Moskow berdasarkan sebuah studi yang hasilnya telah dipublikasikan dalam jurnal Sensors and Actuators B: Chemical.
Pengoperasian sensor gas – perangkat untuk mendeteksi berbagai gas – didasarkan pada penggunaan oksida logam dalam skala nano. Hal ini memastikan sensor sensitif terhadap komponen udara, meskipun membuatnya tidak stabil pada suhu tinggi.
Satu hipotesis menyatakan bahwa kristal kecil bergabung bersama dalam kondisi ini, yang mengakibatkan penurunan sifat sensor.
Untuk menguji hipotesis ini, para ilmuwan dari Universitas Negeri Lomonosov Moskow terus menguji sensor selama lebih dari sebulan, serta mensimulasikan penuaan sifat serbuk bahan sensor. Untuk melacak perubahan, mereka menggunakan metode resonansi paramagnetik elektron, yang dianggap sebagai nenek moyang spektroskopi.
Penelitian menunjukkan bahwa penurunan sifat sensor serbuk disebabkan oleh perbaikan cacat pada struktur kristalnya. Hal ini mengacu pada kekosongan oksigen, yaitu posisi kosong dalam kisi kristal yang biasanya ditempati oleh atom oksigen.
Kekosongan ini, yang terbentuk selama sintesis bahan yang sangat sensitif, menentukan konsentrasi elektron bebas – pembawa muatan yang bertanggung jawab atas sifat semikonduktor. Ketika bahan terkena kondisi suhu tinggi, kekosongan oksigen terisi dengan oksigen atmosfer.
Jumlah kekosongan oksigen dapat terus menurun selama lebih dari sebulan, yang menyebabkan efisiensi alat deteksi gas menurun secara bertahap, bukan sekaligus. Penulis penelitian mencoba memecahkan masalah ini dengan cara yang berlawanan dengan intuisi, dengan meningkatkan jumlah kekosongan oksigen pada tahap sintesis bahan bubuk.
“Untuk mengimbangi efek yang terdeteksi, kami memasukkan kekosongan oksigen yang dibuat secara artifisial ke dalam struktur oksida dengan menambahkan pengotor penangkap elektron. Untuk mencegah penggantian ini menyebabkan hilangnya pembawa muatan bebas dan hilangnya sifat semikonduktor yang diakibatkannya, kami juga memasukkan jumlah pengotor yang diperlukan dengan kelebihan elektron relatif ke dalam sistem. Singkatnya, pendekatan ini merupakan penggantian pembawa muatan intrinsik dengan yang dihasilkan oleh pengotor,” kata mahasiswa pascasarjana Alina Sagitova seperti dikutip oleh Universitas Negeri Lomonosov Moskow. (Tim Liputan)
Editor : Aan
