10 मिलीसेकंड की लाइट फ्लैश से बनें अधिक संवेदनशील नाइट्रोजन डाइऑक्साइड गैस सेंसर – ह्यान्यांग यूनिवर्सिटी एरिका की नई तकनीक

पृष्ठभूमि

गैस सेंसर आम तौर पर पदार्थ की विद्युत‑प्रवर्तकता में परिवर्तन के आधार पर कार्य करते हैं। मोलीब्डेनम डिसल्फाइड (MoS₂) को इस क्षेत्र में आशाजनक माना जाता है, लेकिन इसकी सतह का अधिकांश भाग निष्क्रिय रहता है। पारंपरिक हीटिंग विधियों से सक्रिय किनारों को संरक्षित करना कठिन होता है, और धातु उत्प्रेरकों को जोड़ने पर वे अक्सर क्लस्टर बनाकर अलग‑अलग परमाणु रूप में नहीं रह पाते।

नई विधि: मिलिसेकंड फ्लैश थर्मल सिंथेसिस

ह्यान्यांग यूनिवर्सिटी‑एरिका के प्रोफेसर इल्ल‑डू किम (KAIST) और असिस्टेंट प्रोफेसर डोंग‑हा किम (ह्यान्यांग) के सहयोग से एक नई प्रक्रिया विकसित की गई। इस प्रक्रिया में 10 मिलीसेकंड की तीव्र प्रकाश‑पल्स का उपयोग करके मोलीब्डेनम‑आधारित प्रीकर्सर को 1 811 °C तक गरम किया जाता है, फिर तुरंत ambient हवा में ठंडा किया जाता है। उसी चरण में प्लेटिनम, इरिडियम या गोल्ड के परमाणु भी सामग्री में सम्मिलित किए जा सकते हैं। यह कार्य "Advanced Materials" (21 सितंबर 2026) में प्रकाशित हुआ है।

प्रयोगात्मक परिणाम

• फ्लैश‑निर्मित MoS₂ ने 5 ppm NO₂ (नाइट्रोजन डाइऑक्साइड) पर 23.6 गुना अधिक प्रतिक्रिया दी, जबकि पारंपरिक सॉल्वोथर्मल विधि से तैयार सामग्री की प्रतिक्रिया बहुत कम थी।
• 1.2 वज़न % प्लेटिनम जोड़ने से प्रतिक्रिया 22.8 गुना बढ़ी; 400 ppb NO₂ के संपर्क में सेंसर ने 100.8 % प्रतिक्रिया दर्ज की।
• प्लेटिनम‑सज्जित सेंसर ने 17.2 ppb तक की न्यूनतम NO₂ सांद्रता को पहचान लिया।
• कई अन्य गैसों के मुकाबले NO₂ के प्रति चयनात्मकता स्पष्ट रही और 25 बार के एक्सपोज़र‑रिकवरी चक्रों में स्थिर प्रतिक्रिया बनी रही।
• तीन हफ्ते तक ambient हवा में रखे जाने पर प्रतिक्रिया में केवल 2.6 % की गिरावट देखी गई।

> "The important advance is that we can form the sensing material and add isolated catalyst atoms in one rapid step, without needing a prolonged furnace treatment," said Dr. Kim.

> "By adjusting the active sites on the material, this approach could help make sensitive and selective gas detection more practical, while offering a flexible way to prepare other functional nanomaterials," said Dr. Kim.

व्यावहारिक प्रभाव और संभावित अनुप्रयोग

• कम ऊर्जा‑खपत उत्पादन – प्रति ग्राम केवल 8.6 kJ विद्युत ऊर्जा की आवश्यकता होने के कारण यह विधि पारंपरिक कई‑घंटे‑लंबी फर्नेस प्रक्रिया की तुलना में ऊर्जा‑दृष्टि से अधिक किफायती है।
• स्केलेबिलिटी – प्रकाश‑पल्स एक विस्तृत क्षेत्र को समान रूप से गरम कर सकता है, जिससे बड़े‑पैमाने पर उत्पादन की संभावना बढ़ती है।
• वायु‑गुणवत्ता निगरानी – कमरे के तापमान पर 17 ppb तक की संवेदनशीलता, वाणिज्यिक वायु‑गुणवत्ता मॉनिटरिंग उपकरणों के लिए एक महत्वपूर्ण सुधार हो सकता है।
• औद्योगिक गैस डिटेक्शन – NO₂ का तेज़ और चयनात्मक पता लगाना, रासायनिक संयंत्रों या मोटर वाहन उत्सर्जन नियंत्रण में उपयोगी हो सकता है।
• अन्य सामग्री विकास – इस फ्लैश‑थर्मल तकनीक को क्लीन‑एनर्जी उत्प्रेरकों या अन्य ट्रांज़िशन‑मेटल डाइकल्कोजेनाइड्स के निर्माण में भी लागू किया जा सकता है।

अनिश्चितताएँ और आगे का मार्ग

• वास्तविक‑विश्व परीक्षण: वर्तमान में सेंसर केवल लैब सेट‑अप में परीक्षण किए गए हैं। विभिन्न मौसम, तापमान और नमी स्थितियों में स्थिरता अभी पुष्टि नहीं हुई है।
• वाणिज्यिक एकीकरण: बड़े‑पैमाने पर उत्पादन के बाद, सेंसर को मौजूदा इलेक्ट्रॉनिक प्लेटफ़ॉर्म में कैसे एम्बेड किया जाएगा, इस पर अतिरिक्त इंजीनियरिंग कार्य आवश्यक है।
• लागत‑विश्लेषण: ऊर्जा‑बचत के बावजूद, प्लेटिनम जैसी कीमती धातुओं की लागत और पुनः उपयोग की संभावनाओं का विस्तृत आर्थिक मूल्यांकन अभी बाकी है।

मूल स्रोत की जाँच कैसे करें

पाठकों को इस शोध की आधिकारिक घोषणा PRNewswire पर उपलब्ध है। आप नीचे दिए गए लिंक पर जाकर पूरी प्रेस रिलीज़, प्रकाशित पेपर का DOI, और संबंधित संस्थागत पृष्ठ देख सकते हैं: [https://www.prnewswire.com/news-releases/hanyang-university-erica-scientists-find-that-a-10-millisecond-flash-could-help-build-more-sensitive-gas-sensors-302924418.html](https://www.prnewswire.com/news-releases/hanyang-university-erica-scientists-find-that-a-10-millisecond-flash-could-help-build-more-sensitive-gas-sensors-302924418.html)

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