روش جدید محققان ايراني در ساخت نانوحسگرهاي گازي با حساسيت و زمان پاسخ‌دهي سريع‌تر

روش جدید محققان ايراني در ساخت نانوحسگرهاي گازي با حساسيت و زمان پاسخ‌دهي سريع‌تر


پرتال دانشگاهی به نقل از پژوهشگران دانشجو: محققان پژوهشگاه مواد و انرژي ايران با همکاري دانشگاه بارسلون اسپانيا، نانوحسگرهايي با حساسيت و زمان پاسخ‌دهي به مراتب سريعتر نسبت به حسگرهاي موجود ساخته‌اند.

مهندس جواد اسماعيل زاده، دانشجوي کارشناسي ارشد نانومواد به همراه دکتر مرزبان راد و دکتر رئيسي از پژوهشگاه مواد و انرژي، با همکاري دکتر زماني از دانشگاه بارسلون اسپانيا، موفق به معرفي روشي جديد به منظور ساخت نانوحسگرهاي گازي شدند. اين حسگرها در مقايسه با ساير حسگرهاي ساخته شده، از تکرارپذيري، سرعت ساخت و راندمان بالا و همچنين قيمت پاييني برخوردارند.

اسماعيل‌زاده در اين رابطه گفت: مراحل انجام آزمايش، شامل مشخصه‌يابي نانوپودر مورد استفاده به عنوان ماده حسگر، لايه نشاني ماده حسگر و در پايان انجام تست‌هاي حسگري در مقابل گاز آلايندهي دي‌اکسيد نيتروژن در دماها و غلظتهاي مختلف بود. روش لايه نشاني که در اين کار علمي مورد استفاده قرار گرفت، استفاده از جريان الکتريکي متناوب فرکانس اندک بود که براي نخستين بار به ‌وسيله‌ي گروه تحقيقاتي ما معرفي شده است.

محقق اين طرح در ادامه افزود: روش نوين ارائه شده، اين قابليت را داراست که مي‌تواند نحوه چيدمان نانوذرات به ‌کار رفته به عنوان ماده حسگر را در لايه حسگر کنترل کند و آنها را به شيوه‌اي مطلوب که در ميزان کارايي و عملکرد نهايي قطعه موثر است، لايه نشاني کند؛ به همين سبب نانو حسگرهاي ساخته شده با اين روش با نمونه‌هاي مشابه توان رقابت را دارد و اين يکي از ويژگي‌هاي اصلي اين نوع روش ساخت است.

وي تصريح كرد: در ساخت اين نانوحسگرها، با استفاده از روش الکتروفورزيس با ميدان متناوب کم، Ti02 بر روي يک لايه از آلومينيوم به منظور تشخيص گاز دي اکسيد نيتروژن، لايه نشاني شد. الگوي لايه نشاني شده با استفاده از الکتروسکوپ نوري و SED و XRD بررسي شد. اين بررسي‌ها در غلظتهاي رقيق و متفاوتي از گاز در دامنه دمايي 450 تا 550 درجه سانتيگراد مورد بررسي قرار گرفت و نتايج حاکي از آن بود که اين روش حساسيت بسيار خوبي در مقابل گاز دي اکسيد نيتروژن از خود نشان مي‌دهد. همچنين زمان بازيابي نانوحسگر گازي در دماي 500 درجه سانتيگراد 2.5 دقيقه و زمان پاسخ به حضور گاز، 1.5 دقيقه گزارش شد که در نوع خود زمان‌هاي کوتاهي براي يک حسگر است.

اسماعيل‌زاده در ادامه خاطرنشان كرد: علت حساسيت بالاي اين نوع نانوحسگرها نيز به ساختار متخلخل ماده حسگر، تماس مناسب آن با بستر و تجمع الکترودها ارتباط داده شد که مي‌توان تمام آنها را از ويژگي‌هاي نانومواد استفاده شده در اين نانوحسگرها دانست.

به گفته وي، استفاده از فناوري نانو در حسگرها ويژگي‌هاي برتري به اين نوع حسگرها داده است که مي‌توان به اثر اندازه ذرات در رسيدن به سطح ويژه بالاي ماده حسگري که با گاز هدف در تماس است، اشاره کرد. همچنين از ويژگي‌هاي برجسته، تعداد پيوندهاي شکسته شده بيشتر در مواد با اندازه نانو است که چنين خاصيتي را نمي‌توان در مواد توده‌اي ديد.

اسماعيل‌زاده اظهار كرد: اين مطالعات و تحقيقات در راستاي رفع نياز به حسگرهاي حساس و سريع صورت گرفته است و مراحل ثبت اختراع آن نيز در حال انجام است و طبق اظهارات محققان، در صورت وجود حمايت لازم قابليت توليد انبوه آن دور از دسترس نيست.

بر اساس اين گزارش، نتايج اين تحقيقات در مجله «Sensors and Actuators B: Chemical» (شماره 1، جلد 161، 3 ژانويه سال 2012) منتشر شده است. علاقه‌مندان مي‌توانند متن مقاله را در صفحات 401 تا 405 همين شماره مشاهده كنند.