استفاده از فوم گرافني براي ساخت حسگر گازي
- جزئیات
- پوشه: اخبار نانوفناوری
- بازدید ها: 101
تحقيقات اخير در موسسه پلي تکنيک رنسلر نشان ميدهد که فوم گرافني ميتواند در حسگرهاي گازي تجاري براي شناسايي گازهاي خطرناک و مواد شيميايي منفجره مورد استفاده قرار گيرد. اين کشف مسير ساخت حسگرهاي گازي را هموار ميکند.
اين حسگر جديد قادر است آمونياک و دياکسيد نيتروژن در غلظتهاي بسيار کم نظير 20 ppm را شناسايي کند. جنس آن از ورقههاي گرافني بوده که روي ساختارهاي فوم مانند ايجاد ميشود. ابعاد اين فوم در حد يک تمبر پستي بوده و داراي ضخامت بسيار اندکي است. در نتيجه حسگر توليد شده انعطافپذير است، انعطافپذيري مشکلي بوده که مانع تجاري سازي حسگرهاي گازي مبتني بر نانوساختار شده است.
نيخيلي کوراتکار، از رهبران اين تيم تحقيقاتي در آزمايشگاه ملي شنيانگ از آکادمي علوم چين، ميگويد ما از اين کشف بسيار هيجان زده شدهايم، بهنظر ميرسد بتوان از آن در ساخت حسگر استفاده کرد. نتايج نشان ميدهد که اين حسگر بتواند دياکسيد نيتروژن و آمونياک را در دماي اتاق با حساسيت بيشتري نسبت به حسگرهاي گازي موجود در بازار شناسايي کند.
در طول دهه گذشته محققان نشان دادند که نانوساختارهاي منفرد نسبت به مواد شيميايي و گازهاي مختلف حساسيت شديدي دارند. ساخت حسگرهاي گازي مبتني بر نانوساختارها بسيار پيچيده، گرانقيمت بوده و محصول توليد شده غيرقابل اعتماد است. براي ساخت اين نوع حسگرها بايد بتوان نانوساختارها را توليد کرد و در جاي مناسب قرار داد. اين فرآيندها بسيار پر هزينه است. ساختاري که توسط اين تيم تحقيقاتي روي فوم ايجاد شده، تمام ويژگيهاي يک نانوساختار منفرد را داراست اما بهدليل ابعاد بزرگ، کار با آن سادهتر است. اين گروه، گرافن را روي يک ساختار فومي از جنس نيکل ساختهاند. بعد از زدايش فوم، آن چيزي که باقي ميماند شبکهاي از گرافن فوم مانند است. ساختار ديواره اين شبکه شبيه فنس است.
در صورت وجود دياکسيد نيتروژن يا آمونياک در اتمسفر، اين مواد به سطح شبکه گرافني متصل شده و موجب تغيير هدايت الکتريکي گرافن ميشوند. اين تغيير توسط دستگاه بهعنوان سيگنال حضور اين گازها تلقي ميشود.
براي زدودن مواد چسبيده به گرافن، کافي است که به آن جريان 100 ميليآمپر اعمال کرد. اين کار تاثير منفي روي عملکرد حسگر ندارد که اين بدان معناست که فرآيند حسگري برگشت پذير است.
نتايج اين تحقيق در قالب مقالهاي تحت عنوان High Sensitivity Gas Detection Using a Macroscopic Three-Dimensional Graphene Foam Network در نشريه Scientific Reports به چاپ رسيده است.