یك سنسور ریز نانویی برای سنجش آلودگی هوا به كمك می آید
پژوهشگران یک سنسور مینیاتوری گازی مبتنی بر نانولوله های کربنی ساخته اند که از حساسیت بالایی برخوردارست و می تواند غلظت خیلی کم دی اکسید نیتروژن در هوا (کمتر از ppm) را هم تشخیص دهد.
برای مقابله با آلودگی هوا، پیش از هر چیز آلودگی باید قابل اندازه گیری باشد. تولید حسگرها برای گازهای سمی و آلاینده ها از اهمیت به سزایی برخوردارست. استفاده از نانولوله های کربنی در این حسگرها بسیار مورد توجه قرار گرفته است برای اینکه امکان کوچک سازی دستگاهها را فراهم می آورد.
هنگامی که از نانولوله ها بعنوان کانال های رسانایی در ترانزیستور اثر میدانی استفاده می شود، حساسیت آنها نسبت به حضور مولکول های خاص، موجب ایجاد تغییر در پاسخ ترانزیستور شده و امکان تشخیص آنها را فراهم می آورد.
جریان اندازه گیری شده در نانولوله ها خیلی کم است و نیاز به استفاده از تقویت کننده ها و یک زنجیره اندازه گیری دارد که با روند کوچک سازی حسگرها مغایرت دارد و مصرف انرژی آنها را به میزان قابل توجهی می افزاید.
به گزارش روز شنبه ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، برای پاسخگویی به این چالش های زیست محیطی است که پژوهشگران مبادرت به ارائه فناوری جدیدی کردند. پژوهشگران از نانولوله های کربنی تک جداره در دستگاه الکترونیکی برای تشخیص دی اکسید نیتروژن (NO۲) موجود در جو با غلظت های کمتر از ppm استفاده کردند. نوآوری این کار در اتصال دو ترانزیستور مبتنی بر نانولوله برای تشکیل یک اینورتر یا دروازه منطقی است.
ppm یا بخش در یکای سنجش برای سنجش غلظت مواد با غلظت خیلی کم به کار می رود مثلا ۲ppm یعنی ۲ سانتی متر مکعب از یک گاز معین در ۱ متر مکعب از هوا وجود دارد.
این دستگاه می تواند عملکردهای مختلفی داشته باشد، برای اینکه نانولوله های کربنی می توانند با عامل دار شدن به مولکول های مختلف حساس شوند، در نتیجه امکان تشخیص ترکیبات مختلف فراهم می شود.
یک تیم تحقیقاتی از مدرسه پلی تکنیک فرانسه نشان دادند که نانولوله های کربنی قادر به تشخیص غلظت خیلی کم دی اکسید نیتروژن هستند. نتایج پژوهش آنها در Nanoscale Advances انتشار یافته است.
نانولوله های کربنی تک جداره (SWCNT) یکی از مواد نمادین فناوری نانو است که از زمان کشف در ۳۰ سال پیش، خاصیت های مکانیکی، نوری و الکترونیکی باورنکردنی خودرا نشان داده است. آنها به محیط خود بسیار حساس هستند. وجود مولکول در نزدیکی آنها می تواند تغییر قابل اندازه گیری در بعضی از خواص نانولوله ها بوجود آورد. این حساسیت، آنها را به گزینه ای عالی جهت استفاده در حسگرها تبدیل می کند.
ریچارد فاینمن، فیزیکدان و بنیان گذار فناوری نانو 60 سال قبل اظهار داشت: در مقیاس های پایین فضای زیادی وجود دارد. سال هاست اکتشافات دنیای بی نهایت کوچک منجر به کشف و سنتز مواد جدید نانومتری می شود.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب