مهندس 'جواد اسماعیل زاده' دانشجوی كارشناسی ارشد نانومواد به همراه دكتر مرزبان راد و دكتر رئیسی از پژوهشگاه مواد و انرژی، با همكاری دكتر زمانی از دانشگاه بارسلون اسپانیا، موفق به معرفی روشی جدید به منظور ساخت نانوحسگرهای گازی شدند.
این حسگرها در مقایسه با سایر حسگرهای ساخته شده، از تكرار پذیری، سرعت ساخت و راندمان بالا و همچنین از قیمت پایینی برخوردارند.
اسماعیل زاده در این زمینه به خبرنگارایرنا گفت: مراحل انجام آزمایش، شامل مشخصه‌یابی نانوپودر مورد استفاده به عنوان ماده حسگر، لایه نشانی ماده حسگر و در پایان انجام تست‌های حسگری در مقابل گاز آلاینده‌ی دی‌اكسید نیتروژن در دماهای مختلف و غلظت‌های مختلف بود.
روش لایه نشانی كه در این كار علمی مورد استفاده قرار گرفت، استفاده از جریان الكتریكی متناوب فركانس اندك بود كه برای نخستین بار به‌وسیله‌ی گروه تحقیقاتی ما معرفی شده است.
محقق این طرح در ادامه افزود: این روش نوین، این قابلیت را داراست كه می‌تواند نحوه‌ی چیدمانِ نانوذراتِ به‌كار رفته به عنوان مادهی حسگر را در لایه‌ی حسگر كنترل كند و آنها را به شیوه‌ای مطلوب كه در میزان كارایی و عملكرد نهایی قطعه موثر است، لایه نشانی كند، به همین سبب نانو حسگرهای ساخته شده با این روش با نمونه‌های مشابه توان رقابت را دارد و این یكی از ویژگی‌های اصلی این نوع روش ساخت است.
وی اظهارداشت: در ساخت این نانو حسگرها، با استفاده از روش الكتروفورزیس با میدان متناوب كم، Ti02 بر روی یك لایه از آلومینیوم به منظور تشخیص گاز دی‌اكسید نیتروژن، لایه نشانی شد والگوی لایه نشانی شده با استفاده از الكتروسكوپ نوری و SED و XRD بررسی شد.
وی اضافه كرد: این بررسی‌ها در غلظت‌های رقیق و متفاوتی از گاز در دامنه دمایی 450 تا 550 درجه سانتی‌گراد مورد بررسی قرار گرفت و نتایج حاكی از آن بود كه این روش حساسیت بسیار خوبی در مقابل گاز دی‌اكسید نیتروژن از خود نشان می‌دهد.
وی ادامه داد: همچنین زمان بازیابی نانوحسگر گازی در دمای 500 درجه سانتی‌گراد 2.5 دقیقه و زمان پاسخ به حضور گاز، 1.5 دقیقه گزارش شد كه در نوع خود زمان‌های كوتاهی برای یك حسگر است.
وی گفت: علت حساسیت بالای این نوع نانوحسگرها نیز به ساختار متخلخل مادهی حسگر، تماس مناسب آن با بستر و تجمع الكترودها ارتباط داده شد كه می‌توان تمام آنها را از ویژگی‌های نانومواد استفاده شده در این نانوحسگرها دانست.
به گفته اسماعیل زاده استفاده از فناوری نانو در حسگرها ویژگی‌های برتری به این نوع حسگرها داده است كه می‌توان به اثر اندازه ذرات در رسیدن به سطحِ ویژه‌ی بالای مادهی حسگری كه با گاز هدف در تماس است اشاره كرد. همچنین از ویژگی‌های برجسته، تعداد پیوندهای شكسته شده بیشتر در مواد با اندازه نانو است كه چنین خاصیتی را نمی‌توان در مواد توده‌ای دید.
این مطالعات و تحقیقات در راستای رفع نیاز به حسگرهای حساس و سریع صورت گرفته است و مراحل ثبت اختراع آن نیز در حال انجام است و طبق اظهارات محققان، در صورت وجود حمایت لازم قابلیت تولید انبوه آن دور از دسترس نیست.ك/3
7418/ 691
تاریخ انتشار: ۲۹ فروردین ۱۳۹۱ - ۱۶:۰۹
كرج-محققان پژوهشگاه مواد و انرژي كشور مستقر در كرج با همكاري دانشگاه بارسلون اسپانيا، نانوحسگرهايي با حساسيت و زمان پاسخ دهي به مراتب سريع‌تر نسبت به حسگرهاي موجود ساخته‌اند.