Sensors: High Dynamic Range Flow Sensing with Carbon Nanotubes

传感器:采用碳纳米管的高动态范围流量传感

基本信息

  • 批准号:
    0428716
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 24万
  • 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:
    2004-09-01 至 2007-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Abstract0428716James HoneColumbia UniversitySingle-walled carbon nanotubes (SWNTs), tubes of carbon as small as 1 nm in diameter, are ideal candidates for sensing because every atom of a nanotube is at the surface. The use of SWNTs as high dynamic range fluid flow sensors will be investigated in this project. This work is based on the recent discovery [Ghosh et al., Science 299, 1042 (2003)] that flow of an ionic fluid across a collection of nanotubes produces a voltage in the flow direction. This phenomenon will be verified and the initial work extend in the following ways:1. Fabrication of sensors based on thin films of nanotubes. Thin films of nanotubes with well-controlled geometry will be used for testing. This geometry will allow for better control and modeling of flow conditions2. Systematic variation of relevant parameters, such as flow velocity and shear, sample geometry, and external variables such as temperature.3. Fabrication of sensors based on single nanotubes. Ultra-long nanotubes will be grown using chemical vapor deposition, and integrated with microfluidics to make flow devices. The flow-induced voltage will be studied for different types of nanotubes, as well as for varying electrochemical potentials.Potential applications of the technology explored in this work include integration of flow sensors into lab-on-a-chip devices, in-vivo biological fluid flow sensors, and low-cost, dispersed atmospheric and oceanographic flow sensing.This is a project supported under the Sensors Initiative NSF 04-522.
单壁碳纳米管(SWNTs),直径只有1纳米的碳管,是传感器的理想候选物,因为纳米管的每个原子都在表面。 本计画将探讨单壁碳纳米管作为高动态范围流体流量感测器之应用。 这项工作是基于最近的发现[Ghosh et al.,Science 299,1042(2003)],离子流体流过纳米管集合在流动方向上产生电压。 这一现象将得到验证,并在以下几个方面进行了初步的工作:1。基于纳米管薄膜的传感器制作。 具有良好控制的几何形状的纳米管薄膜将用于测试。 这种几何形状将允许更好地控制和模拟流动条件2。相关参数的系统变化,如流速和剪切力,样品几何形状,以及外部变量,如温度。3.基于单根纳米管的传感器制作。 超长纳米管将使用化学气相沉积法生长,并与微流体集成以制造流动装置。 流动感应电压将研究不同类型的纳米管,以及为不同的电化学potentials.Potential的技术探讨在这项工作中的潜在应用包括集成到芯片实验室设备的流量传感器,在体内的生物流体流量传感器,和低成本,分散的大气和海洋流量sensing.This是一个项目下的传感器倡议NSF 04-522支持。

项目成果

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  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 24万
  • 项目类别:
    Studentship
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