近日，印度和新加坡的研究團隊研發(fā)出一種高靈敏度的便攜式傳感器，即使水中鉛含量再微弱——僅為0.018ppb(ppb為十億分之一)的含量，也能成功檢測出來。相關(guān)研究報告發(fā)表在最新一期《電氣與電子工程師協(xié)會電子器件通訊》雜志上。
科學(xué)已證實，被鉛離子污染的飲用水，會對人類健康產(chǎn)生嚴重威脅。鑒于此，印度理工學(xué)院焦特布爾分校與新加坡材料研究與工程研究所的研究人員開發(fā)了一種新型傳感器，其以硅片為基礎(chǔ)，在其上生長氮化鎵和氮化鎵鋁。
此前，氮化鎵和氮化鎵鋁的晶體結(jié)構(gòu)和硅不同，因此在硅上生長存在一定障礙。而團隊為制造一層無應(yīng)力的氮化鎵，在硅片基底上制造了5層氮化鎵和氮化鎵鋁。隨后制造出允許電子流動的源極和漏極，并由柵極(類似于閥門)來調(diào)節(jié)電子流動。在氮化鎵和氮化鎵鋁的頂端相交的位置，形成了二維電子氣，即電子從源極轉(zhuǎn)移到漏極的導(dǎo)電層。當(dāng)有鉛離子吸附在柵極上時，電流會增加，增幅由吸附的鉛離子量決定，因此檢測電流變化，就可以知道鉛離子的濃度。
該傳感器十分靈敏，即使水中鉛濃度只有0.01ppb，電流也會有所增加。如果水中存在汞、銅、鋅、鎘和鉻等其他金屬離子，傳感器也可以在4秒內(nèi)對鉛離子作出響應(yīng)。這種傳感器還可反復(fù)使用，用水清洗后傳感器檢測鉛的時間也沒有受到影響。
目前，研究團隊已經(jīng)使用15個自來水和湖水樣本對傳感器進行檢驗，其結(jié)果均與使用標(biāo)準技術(shù)檢測結(jié)果一致。(記者張夢然)
