前段時(shí)間，印度和新加坡研究人員在《電氣與電子工程師協(xié)會(huì)電子器件通訊》期刊上向公眾表示，他們已經(jīng)研制出了一款可用于測(cè)量水中鉛污染的高靈敏便攜式傳感器。

這種傳感器以硅片為基礎(chǔ)材料，通過在其上生長(zhǎng)氮化鎵和氮化鎵鋁來制造。但氮化鎵和氮化鎵鋁的晶體結(jié)構(gòu)和硅不同，在硅上生長(zhǎng)時(shí)會(huì)受到應(yīng)力。

為制造一層無應(yīng)力的氮化鎵，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在硅片基底上制造了5層氮化鎵和氮化鎵鋁。他們隨后制造出允許電子流動(dòng)的源極和漏極，并由柵極(類似于閥門)來調(diào)節(jié)電子流動(dòng)。在氮化鎵和氮化鎵鋁頂層結(jié)合處會(huì)形成二維電子氣，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(shí)，電子流動(dòng)加快，即電流增加，電流的增加量取決于吸附的鉛離子量，測(cè)量電流變化即可知道鉛離子濃度。

研究人員表示，這種傳感器十分靈敏，即使水中鉛濃度低至0.01ppb，電流也會(huì)有輕微增加;即使水中存在汞、銅、鋅、鎘和鉻等其他金屬離子，也能在4秒內(nèi)對(duì)鉛離子作出響應(yīng)。

研究人員使用15個(gè)自來水和湖水樣本對(duì)傳感器進(jìn)行檢驗(yàn)，其結(jié)果與使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)檢測(cè)結(jié)果一致。這種傳感器可用水清洗后重復(fù)使用，傳感器檢測(cè)鉛的時(shí)間在清洗后也不受影響。

目前，研究人員正在單個(gè)芯片上制造一組裝置，以檢測(cè)不同的重金屬離子。此前，他們已研發(fā)出鎘離子傳感器，比其他電化學(xué)方法靈敏度更高，且可在約3秒內(nèi)檢測(cè)到鎘。