NER: Airborne Nanoparticle Detector Based on a Microplasma Particle Trap

NER:基于微等离子体粒子阱的机载纳米粒子探测器

基本信息

  • 批准号:
    0403460
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2004-07-01 至 2006-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROPOSAL NO: 0403460INSTITUTION: Northeastern UniversityPRINCIPAL INVESTIGATOR: Hopwood , Je_reyTITLE: NER: Airborne Nanoparticle Detector Based on a Microplasma Particle TrapAbstract:This exploratory research focuses on measuring the sizes and concentrations of airborne nanoparticles. Nanoparticles are difficult to quickly measure due to extremely small size. As nanotechnology becomes a reality, however, the accurate and rapid sensing of nanoparticles becomes an important part of many manufacturing processes. Controlling the density and size distribution of nanoparticles is not only key for reliable manufacturing, but also critical to the health and safety of the workforce. The proposed sensor consists to two components: a nanoparticle trap and a nanoparticle detector. The trap uses a small region of ionized gas (i.e., a microplasma) to negatively charge the nanoparticle. Once the particle is charged, it is trapped by the voltage gradient within the microplasma. Next, the accumulated nanoparticles are detected by using a voltage pulse to empty particles from the trap. The charged particles are collected by an electrode that senses both the accumulated charge on each particle and its time-of-flight between the microplasma and the sensing electrode. These data allow the density and size of the particles to be determined. Part of the research will concentrate on the basic physics of trapping nanoparticles by examining the multitude of forces exerted on the particles. The expulsion of nanoparticles from the trap will also be examined using dynamic models and experiments. The research will not only demonstrate a fast, low-cost sensor for nanoparticles in the environment, but also provide basic data for nanoparticle behavior in gas streams and plasmas. By including a graduate student and an undergraduate student in this program, the nanotechnology workforce infrastructure will also benefit.
提案编号:0403460研究机构:东北大学主要研究者:霍普伍德,Je_rey标题:NER:基于微等离子体粒子陷阱的空气纳米粒子探测器摘要:这项探索性研究的重点是测量空气中纳米粒子的大小和浓度。 纳米颗粒由于尺寸极小而难以快速测量。 然而,随着纳米技术成为现实,纳米颗粒的准确和快速传感成为许多制造工艺的重要组成部分。 控制纳米颗粒的密度和尺寸分布不仅是可靠制造的关键,而且对员工的健康和安全也至关重要。 该传感器由两部分组成:一个纳米粒子陷阱和一个纳米粒子检测器。 阱使用小区域的电离气体(即,微等离子体)以使纳米颗粒带负电。 一旦粒子带电,它就被微等离子体内的电压梯度捕获。 接下来,通过使用电压脉冲将颗粒从阱中清空来检测积聚的纳米颗粒。 带电粒子由电极收集,该电极感测每个粒子上累积的电荷及其在微等离子体和感测电极之间的飞行时间。 这些数据可以确定颗粒的密度和尺寸。 部分研究将集中在通过检查施加在粒子上的大量力来捕获纳米粒子的基本物理学上。 纳米粒子从陷阱的驱逐也将使用动态模型和实验进行检查。 这项研究不仅将展示一种快速、低成本的环境中纳米颗粒传感器,还将为气流和等离子体中纳米颗粒的行为提供基础数据。 通过包括一个研究生和一个本科生在这个程序中,纳米技术的劳动力基础设施也将受益。

项目成果

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    IC220100012
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    2023
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    $ 10万
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  • 批准号:
    23H01573
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    2023
  • 资助金额:
    $ 10万
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  • 批准号:
    2153337
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
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  • 批准号:
    2218809
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
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