ردیابی دی اکسید نیتروژن با استفاده از لایه های گرافیت

پژوهشگران آمریکایی نوع جدیدی از ردیاب های گاز را تولید کرده اند که از
گرافیتی با ساختار نانو به عنوان یک سطح حسگر بهره می برد. این ابزار،
نیتروژن دی اکسید را که یکی از آلوده کننده های اصلی هواست، با دقت
تاppb 60 در دمای اتاق، ردیابی می کند که می تواند در امر نظارت بر
اگزوزهای وسایل نقلیه و کیفیت هوا کاربرد وسیعی داشته باشد.

Goutam Koley سرپرست تیم کارولینای جنوبی در وبسایت nanotechweb.org
بیان کرد: “حد تشخیص بالاpbb 60 یکی از بهترین موارد گزارش شده است
زیرا این حد آلودگی بسیار کمتر از شرایطی است که به صورت محیطی وجود
دارد. این بهترین نتایجی است که با استفاده از یک لایۀ حسگر بزرگ، با
پایۀ کربن به دست آمده است.”

او و همکارش محمد قاضی می گویند: لایه های گرافیتی با ساختار نانو را
می توان طی یک فرایند ساده و ارزان قیمت لایه لایه کردن مکانیکی گرافیت
تولید کرد. این لایه ها روی هرکدام از بسترهای فلز، نارسانا و نیمه
رسانا قرار می گیرند.

دستگاه به صورت غیر تماسی کار می کند. برعکس حسگرهای متداول که بر اساس
آمپرومتری یا تغییرات در هدایت زمینۀ لایل حسگر کار می کنند، این روش
کاملاً بر خصوصیات سطحی بنا شده است و همین ویژگیست که آن را منحصر به
فرد می سازد.

در عوض، به دلیل جذب مولکول های گاز روی سطح، تشخیص در این روش مبتنی
بر تغییرات تابع کار سطح است. این تغییرات پتانسیومتری به وسیله یک
میکروکانتیلور تشدید شدۀ فوق حساس اندازه گیری می شوند که به فاصلۀ چند
میکرون از سطح حسگر واقع شده است. Koley می گوید: دستگاه ما همچنین یکی
از اصلی ترین موانعی را که بر سر راه حسگرهای پایۀ کربنی وجود دارد، و
مربوط به گرانقیمت بودن و سختی کنترل نانولوله های کربنی است، پشت سر
گذاشته است.

Thomas Vogt همکار مرکز نانوی US اضافه کرد: “NO2 یک گاز سمی است که
اگر زمان انتشار آن طولانی باشد، بر دستگاه تنفسی تأثیر می گذارد.
بنابراین یکی از آلوده کننده های اولیۀ تهدید کنندۀ سلامتی محسوب می
شود و لازم است تا غلظت های بسیار پایین نیز ردیابی شود.”

ردیاب جدید را می توان در امر نظارت بر اگزوز وسایل نقلیه، محیط های
صنعتی و نیز هنگام تعیین کیفیت همای مکان های سرپوشیده به کار برد.