A grande área superficial dos nanomateriais de baixa dimensionalidade aumenta significativamente a eficiência da reação entre o material e as moléculas de gases ambientais, desempenhando um papel crucial na melhoria da sensibilidade e velocidade de resposta dos dispositivos chave sensíveis ao hidrogênio em sensores de hidrogênio por fibra óptica. Foi proposta uma metodologia de auto-montagem na interface óleo-água para preparar um filme mono-camada sensível ao hidrogênio composto por nanopartículas núcleo-casca de ouro-pdálio (Au-Pd) de alto desempenho, e foi fabricado um sensor de hidrogênio por fibra óptica em modo de transmissão baseado neste filme. No experimento, núcleos esféricos de Au com diâmetro aproximado de 12 nm foram preparados por síntese hidrotermal, e então a solução de crescimento de Pd foi adicionada à solução de núcleo de Au para obter nanopartículas núcleo-casca Au-Pd com diâmetro de aproximadamente 20 nm. As nanopartículas núcleo-casca Au-Pd foram modificadas com octadecilamina e transferidas para uma solução de tolueno por meio de técnica de transferência de fase, por fim, foi preparado um filme mono-camada sensível ao hidrogênio com alta cobertura e poucas cavidades e aglomerações na interface tolueno-água. Os resultados da caracterização indicaram que as nanopartículas núcleo-casca Au-Pd formadas apresentaram tamanho uniforme e boa cristalinidade, e o filme mono-camada preparado foi densamente arranjado com cobertura de 87%. Um sensor de hidrogênio por fibra óptica em modo de transmissão foi montado e as características de resposta ao hidrogênio do filme mono-camada de nanopartículas Au-Pd foram testadas em diferentes concentrações de hidrogênio. Os resultados experimentais mostraram que o tempo de resposta do filme mono-camada sensível ao hidrogênio foi de cerca de 3 s para 4% de hidrogênio e cerca de 13 s para 0,1% de hidrogênio (com nitrogênio como gás transportador), exibindo boa estabilidade em múltiplos ciclos de teste, demonstrando boas perspectivas de aplicação para detecção rápida e precisa de hidrogênio em baixas concentrações.

sensor de fibra óptica; detecção de hidrogênio; nanopartículas Au@Pd; auto-montagem; filme de nanopartículas