El sensor de hidrógeno de baja temperatura de la Universidad RMIT tiene microestructuras irregulares que crean energía de manera eficiente a partir de la luz en lugar de calor.

Beneficios

  • Eficiencia incrementada
  • Costo reducido
  • Más seguro

Aplicaciones

  • Diagnósticos médicos
  • Energías renovables

Objetivos de desarrollo sostenible de la ONU abordados

  • Meta 3: Buena Salud y Bienestar

El Desafío

Los sensores de hidrógeno comerciales se utilizan para detectar gases de hidrógeno potencialmente dañinos. Estos sensores requieren altas temperaturas (150-400°C) para funcionar, lo que consume una gran cantidad de energía, lo que aumenta los costos.

Detalles de la innovación

El sensor de hidrógeno tiene protuberancias que imitan las que se encuentran en la superficie de las alas de las mariposas. Las protuberancias del sensor están formadas por microestructuras llamadas cristales fotónicos esféricos. Estos cristales son increíblemente eficientes a la hora de absorber la luz, lo que permite que el sensor funcione con un haz de luz en lugar de calor. Esto permite que el sensor funcione eficientemente a temperatura ambiente. Además, la superficie del cristal fotónico se puede fabricar de forma consistente, proporcionando una detección precisa y repetitiva.

Para fabricar el sensor, se cubre un chip electrónico con una fina capa de cristales fotónicos. Luego se añade encima una capa de compuesto de titanio y paladio. Cuando el hidrógeno llega al chip, el gas se convierte en agua, lo que crea una corriente electrónica. Al medir la magnitud de la corriente, el sensor puede detectar con precisión cuánto hidrógeno está presente y puede detectarlo con precisión incluso si hay otros gases presentes, como el óxido de nitrógeno. El sensor puede detectar hidrógeno en concentraciones tan bajas como 10 partes por millón de moléculas (a menudo utilizadas para diagnósticos médicos) hasta 40,000 partes por millón (el nivel en el que el hidrógeno puede volverse potencialmente explosivo).

Modelo biologico

Las alas de las mariposas parecen negras no por , sino porque son capaces de absorber la luz y no reflejar casi nada de ella. Esto se logra mediante una superficie similar a una malla de protuberancias, crestas y agujeros en las escamas del ala de la mariposa, que canalizan la luz hacia el interior de la escama. Allí, haces de tejido en forma de pilares dispersan la luz hasta que se absorbe casi por completo.