نگرشی جدید به حسگرهای دی‌اکسید نیتروژن

پژوهشگران ایتالیایی ادعا می‌کنند، روشی آسان برای ساخت رشته‌های اکسید تنگستن به‌صورت یک نانوشبکه را ابداع کرده‌اند که می‌تواند راه را برای یافتن حسگرهای دی‌اکسید نیتروژن کوچک‌تر و کم‌هزینه‌تر هموار سازد. این ابزار نسبت به شناساگرهای معمولی که بر اساس فیلم‌های پیوسته کار می‌کنند، از حساسیت بیشتری برخوردارند؛ این امر می‌تواند به تعیین غلظت‌های کم دی‌اکسید نیتروژن موجود در هوا کمک کند.

پژوهشگران ایتالیایی ادعا می‌کنند، روشی
آسان برای ساخت رشته‌های اکسید تنگستن به‌صورت یک نانوشبکه را ابداع کرده‌اند
که می‌تواند راه را برای یافتن حسگرهای دی‌اکسید نیتروژن کوچک‌تر و کم‌هزینه‌تر
هموار سازد.

این ابزار نسبت به شناساگرهای معمولی که بر اساس فیلم‌های پیوسته کار می‌کنند،
از حساسیت بیشتری برخوردارند؛ این امر می‌تواند به تعیین غلظت‌های کم دی‌اکسید
نیتروژن موجود در هوا کمک کند.

اکسیدهای فلزی معمولاً در ساخت حسگرهای گازی به کار می‌روند. این اکسیدها
معمولاً حاوی یک فیلم نازک پیوسته‌اند که از طریق روش‌هایی نظیر تبخیر
گرمایی یا پراکنش بر روی پیش‌ماده‌هایی تولید می‌شوند که به‌عنوان الگو
مورد استفاده قرار می‌گیرند. به ‌هر حال، پژوهشگران تمایل دارند تا چنین
ابزارهایی را با استفاده از نانوساختارها بسازند که نسبت به حسگرهای ساخته‌شده
از مواد حجیم، بسیار حساس‌ترند.

Sandro Santucci و همکارانش از دانشگاه L\’Aquila ، با استفاده از روش
Electrospinning روشی که نسبت به روش‌های تبخیر گرمایی یا پراکنش، ساده‌تر
است و امکان توسعه ویژگی‌های زیر میکرون را نیز فراهم می‌کند ابزار مورد
نظر را ساختند.

این پژوهشگران با استفاده از سرنگ، محلولی محتوی پیش‌ماده کلرید تنگستن و
یک پلیمر را هنگام اعمال ولتاژ بالا ـ حدود ۲۰-۱۰ کیلوولت ـ بین نوک سرنگ و
پیش‌ماده به درون پیش‌ماده سیلیکایی تزریق کردند.

این میدان الکتریکی، باعث رانده شدن محلول به‌سوی پیش‌ماده‌ای می‌شود که در
فاصله ۱۵ سانتی‌مریِ سرنگ قرار دارد. زنجیرهای پلیمری نیز امکان تشکیل یک
نانوشبکه الیافی از اکسید تنگستن را فراهم می‌کنند. این نمونه با حرارت
دادن برای چندین ساعت در دمای ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد و در اثر تبخیر ماده
پلیمری و حلال‌ها سفت می‌شود.

برای امتحان این ماده، دانشمندان ایتالیایی نانوالیاف تولیدشده را بر روی
یک پیش‌ماده سیلیکونی که با اتصالات پلاتینی طراحی شده بود، ته‌نشین و
چگونگی تغییرات مقاومت حسگر را در مجاورت دی‌اکسید نیتروژن، اندازه‌گیری
کردند.

این روش نشان داد که این ابزار می‌تواند غلظت‌هایی کمتر از۱۱/۰ppm از
دی‌اکسید نیتروژن را ثبت نماید؛ این حد تشخیص نشان می‌دهد که این حسگرها
بسیار حساس‌تر از حسگرهایی است که از فیلم‌های پیوسته ساخته شده‌اند.
هم‌اکنون، این گروه قصد دارند تا الیافی به‌صورت یک رشته منظم درست کنند تا
بتوانند حسگرهایی‌ را با استفاده از یک تک‌رشته بسازند. این امر امکان
استفاده از ابزارهای بسیار کوچک را در جایی که اندازه، وزن و قدرت می‌تواند
امری ضروری باشد، فراهم می‌کند.

دانشمندان می‌خواهند این خواسته را با استفاده از روشی به نام میدان نزدیک
ـ یعنی وقتی که فاصله سرنگ و پیش‌ماده فقط چند میلی‌متر و ولتاژ کمتر از یک
کیلوولت باشد ـ به واقعیت مبدل سازند.