硅藻转变为硅传感器

有大量的锁在地壳硅硅酸盐矿物,但提取它需要极其恶劣的条件。现在可以改变,由于开创性工作的肯Sandhage和他的团队在亚特兰大佐治亚理工学院的材料科学家在美国。他们发现一个简单的方法,将细胞膜——常见的复杂的硅基骨架的单细胞光合生物硅藻(见图片),叫到纯硅结构与许多应用程序。
轻质硅和氧原子分开需要高温碳弧电炉中发现,和充足的供应木材,木炭或煤炭。在2000左右^oC,热碳减少硅液体硅,在冷却产生98%的纯冶金级硅。进一步细化为电子行业提供超纯硅。

但在只有650^oC, Sandhage和他的团队发现,镁气体可以减少死亡的错综复杂的玻璃细胞膜硅藻硅和镁氧化物的混合物。后者溶于盐酸,使纯硅纳米结构,忠实地复制原细胞膜的精美雕刻的形状。

这是一种气体
亚特兰大团队认为高表面积和开放的三维多孔结构的硅细胞膜副本可能使他们理想的微型气体传感器。他们测试的想法通过附加单个硅细胞膜铂电极,并应用一个小电压。与绝缘硅,硅是一种半导体,可以携带不同的大量的电流。
曝光设置一个氩载气流包含一氧化氮(NO)明显降低电流穿过细胞膜。传感器很容易检测到分钟没有百万分之几浓度变化,传感器的响应和恢复时间远远快于等效传感器,从更传统的平面制作多孔硅晶圆。

亚特兰大团队还发现他们的硅细胞膜发冷光紫外线强烈,如果他们第一次被浸在水中部分氧化的40天。这可能是其他气体传感器的基础,众所周知,发光多孔硅纳米晶体受到微量气体的存在:它随甲烷,但随一氧化碳。

硅细胞膜也可以用于电池、团队建议。大的表面积,薄墙,打开毛孔可以给我们的3 d细胞膜高硅锂离子运输和明显的能量密度;使他们的理想电极材料在锂电池,Sandhage说。

最后,硅细胞膜也可以提高性能的高效液相色谱法(HPLC)在生物分子的分离和净化。”相互联系的内部气孔和机械刚度可以让短,高压液相色谱柱实现更快的分离时间,“Sandhage说。

莱昂内尔米格罗姆