【2023年08月17日訊】（大紀元專題部記者吳瑞昌編譯報導）納米傳感器的應用越來越廣，不過，原有的製造技術因為良率低、工藝複雜，使其成本居高不下。而澳洲一所大學研發的新技術，大大降低了納米傳感器的生產成本。
澳洲麥覺理大學（Macquarie University，MQ）開發的新技術，解決了傳感器中納米顆粒間隙過大、製造過程中需要經過長時間高溫加熱才能開始使用的問題。他們的做法很簡單，就是在納米傳感器上滴上幾滴乙醇（酒精）。該研究結果8月初發表在《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上。
這一新技術的得來實屬偶然。當時，麥覺理大學工程學院納米技術實驗室的研究生陳傑登（Jayden Chen）在清洗坩堝時，不慎將一些高濃度乙醇溶劑濺到正在改善由氧化鋅（ZnO）納米顆粒組成的紫外線納米傳感器「太陽手錶」（Sunwatch）上。
當他發現乙醇噴灑到該傳感器時，下意識地認為儀器已經被乙醇溶劑損壞。因此他深入檢查傳感器是否出現異常，隨後有了這次驚人的發現。
這種納米傳感器，主要由無數的氧化鋅納米粒子組成，在顯微鏡下觀察能看到這些粒子組成一個個的樹突狀納米團簇（DNC）。由於它包含巨大的表面積與體積比，使得它們能夠對物質進行高靈敏度的檢測。
不過，該納米傳感器中的納米顆粒與納米顆粒之間的化學鍵能過於薄弱，使得納米顆粒之間的空隙過多，無法有效使傳感器正常傳輸電流（提高電阻）和運作。因此，需要透過基底加熱，讓納米粒子能夠更有效地融合在一起，以此降低缺陷和原子介面之間的干擾，使納米傳感器能夠有效運作。
先前也有透過氬離子轟擊、脈衝激光，讓納米粒子能夠更有效地融合在一起的方法，但這些方法卻有一些缺陷。例如，基底加熱需要長達12小時，而氬離子轟擊、脈衝激光難以在三維（3D）和大規模上均勻應用，這些缺陷限制了商業半導體納米結構器件的前景。
這次科學家通過乙醇的誘導毛細管特性，在氧化鋅納米團簇中滴入5小滴乙醇，使得DNC薄膜中相鄰的氧化鋅樹突狀的納米團簇頂部出現合併現象。
隨著乙醇乾燥後，均勻分布的納米微簇陣列的獨特圖案（NMCA）底部也會合併形成類似獨特的島嶼或樹樁的結構，且團簇與團簇之間的縫隙會變得更狹小。
他們還觀察到DNC薄膜厚度減少、孔隙率減少、平均顆粒直徑增加，以及非常小納米顆粒數量的略為減少。
對此，實驗團隊檢測到其形態、結構、光學和電子特性也發生顯著變化，極大改善了紫外探測器的光響應效率，減少了電荷傳輸不良的限制。
另外，他們也發現2小滴（過少）的乙醇溶劑無法對DNC薄膜發生作用，而10小滴（過多）則會嚴重破壞DNC薄膜結構，形成過多的裂紋。
麥覺理大學努辛‧納西里（Noushin Nasiri）副教授對該校的新聞室解釋，「目前許多材料不能用於製造傳感器，在於它們無法承受熔爐中高溫，因為熱量會破壞傳感器中的一些聚合物。例如，含有微小電極的納米傳感器（如納米電子設備中的電極）可能被高溫熔化。」
她說，「在傳感層上添加一滴乙醇且不用放入烤箱，將有助於納米顆粒表面的原子四處移動，增加顆粒與顆粒之間的結合，這使得顆粒之間的間隙縮小。」「當傑登發現這個結果時，我們仔細地嘗試了所有不同數量的乙醇，最終找到最合適的量。發現過少的乙醇對於傳感器不起作用，太多則溶解掉傳感層。這證明乙醇極大地提高了我們傳感器的激活效率（一分鐘內激活），且超出了傳感器加熱12小時後得到的效果。」
最後納西里教授說：「我們開發了一種使納米傳感器發揮作用的方法，並用紫外線傳感器，以及檢測二氧化碳、甲烷、氫氣等的納米傳感器對其進行了相同的乙醇滴量測試，發現效果是相同的。」
目前該團隊正在為這一技術申請專利。這一新技術有可能在納米傳感器領域引起巨大反響。
