ساخت حسگر ريزترازوي كريستال كوارتز (QCM)درپژوهشگاه موادوانرژي

حجت اصلي تيتكانلو دانش آموخته كارشناسي ارشد رشته فيزيك- لايه هاي نازك به عنوان مجري طرح، روز يكشنبه در گفت و گو با خبرنگار ايرنا افزود: هيدروژن سولفيد مي ­تواند سبب مسموميت خوني و در سطوح غلظت بالا منجر به مرگ شود، آستانه تشخيص بوي سولفيد هيدروژن ppb 3مي­ باشد كه بسيار كمتر از حد سمي آن است.
وي تصريح كرد: گاز سولفيد هيدروژن، گازي سمي، خورنده، قابل اشتعال و با بوي بد است كه در فاضلاب، معادن زغال سنگ، صنايع پتروشيمي، گاز طبيعي، بيوگاز، كارخانه كاغذ سازي، صنايع فرآوري مواد غذايي و تصفيه­ خانه­ هاي فاضلاب توليد مي­ شود و در بسياري از صنايع شيميايي مورد استفاده قرار مي­گيرد.
وي اظهار داشت: مقدار حد آستانه1 براي سولفيد هيدرژون برابر با ppm 10 براي 10 دقيقه در معرض قرار گرفتن، مي­ باشد، در حالي كه غلظت­ هاي بالاي ppm 150 بسيار سمي و خطرناك است و بالاتر از ppm 250 سبب مرگ مي ­شود.
اصلي تيتكانلو گفت : براين اساس براي سنجش ميزان اين ماده سمي كه اثرات بسيار خطرناكي برسيستم عصبي انسان دارد به حسگرهاي حساس و سريع براي آشكارسازي آنلاين و در گستره چند ppb تا چند صد ppm در نمونه ­هاي هوا نيازاست.
وي افزود: آشكارسازي و تعيين غلظت اين ماده امري ضروري است كه يكي از روش­ هاي اندازه­ گيري و پايش مداوم H2S توسط حسگرهاي گازي مي ­باشد.
وي بيان داشت : اغلب حسگرهايي كه براي هيدروژن سولفيد استفاده مي ­شود در دماي بالا كار مي ­كنند كه مصرف بالاي انرژي را درپي دارد و پايداري طولاني مدت آنها را پايين مي ­آورد.
اين محقق گفت: مشكلات عمده ديگر اين ابزارها شامل حساسيت كم، گستره خطي كوتاه و تداخل با ساير گازها و هزينه زياد است كه كاربردهاي زيست محيطي آنها را محدود مي­ كند.
اصلي تيتكانلو گفت: در اين پژوهش از حسگرهاي جرمي بر پايه ريز ترازوي كريستال كوارتز براي اندازه­ گيري H2S استفاده شد، اين نوع حسگرها دسته جديدي از حسگرهاي جرمي هستند كه به تغييرات كوچك جرمي بر روي لايه حس­ كننده آن حساس مي ­باشند.
وي افزود: در حسگرهاي جرمي، تغييرات جرم آناليت ­هاي جذب شده بر روي لايه حس­ كننده، اندازه ­گيري مي ­شود كه براي هر دو فاز مايع و گاز قابل استفاده مي ­باشند.
وي اظهار داشت: لايه­ هاي حساس به H2S بر پايه نانوكامپوزيت ­هاي پليمري پلي ­ونيل­ پيروليدون (PVP) تهيه شدند و از 2 روش لايه ­نشاني ­قطره ­اي و الكتروريسي براي پوشش ­دهي كريستال كوارتز استفاده شد.
وي گفت: به منظور افزايش حساسيت و گزينش ­پذيري حسگر نسبت به H2S كامپوزيت پليمر با نانوذرات طلا تهيه شد و پارامترهاي موثر در لايه ­نشاني كامپوزيت ­ها مورد بررسي و بهينه سازي قرار گرفتند.
وي ادامه داد: نانوالياف سنتزي داراي قطر متوسط 70 تا 100 نانومتر مي­ باشند، همچنين نانوذرات طلا داراي قطر متوسط 15 تا 20 نانومتر است، حسگر ساخته شده از كامپوزيت نانوالياف PVP/نانوذرات طلا در گستره 0/3 تا ppm 100 پاسخ خطي دارد، حسگر ساخته شده از كامپوزيت پليمري pvp/ نانوذرات طلا داراي زمان پاسخ كمتر از 30 ثانيه است كه به راحتي بازيابي مي ­شود. همچنين اين حسگر گزينش پذيري بالايي از خود نشان داد.
اين پژوهش با راهنمايي دكتر علي آقاخاني و دكتر علي طيبي فرد در پژوهشكده نيمه هادي ها و با مشاوره دكتر محمد پازوكي انجام شده است.
پژوهشگاه مواد وانرژي در مشكين دشت فرديس استان البرز مستقر است.
7413/ 6155خبرنگار:معصومه مهتاب** انتشار دهنده : محمد عزيزپور