محققان دانشگاه استنفورد با نانولولههای کربنی، تراشههای حسگری جدیدی ساختهاند که میتوانند TNT و مواد سمی موجود در رودخانهها و مخازن آبی را با هزینه کم و سریعاً شناسایی کنند.
شناسایی مواد منفجره و سمی با نانوحسگرها
محققان دانشگاه استنفورد با نانولولههای کربنی، تراشههای حسگری جدیدی ساختهاند
که میتوانند TNT و مواد سمی موجود در رودخانهها و مخازن آبی را با هزینه کم و
سریعاً شناسایی کنند.
این تراشه حسگری جدید، غلظتهای کم ترینیتروتولوئنِ (TNT) منفجرشونده و مواد سمی
همخانوادهی سارین (عامل سمی تخریبکنندهی عصب) موجود در آب را شناسایی میکند.
ژنان باو، یکی از این محققان، میگوید: اگر چه محققان زیادی در سرتاسر جهان حسگرهای
شیمیایی بسیار متنوعی طراحی کردهاند، اما این نانوحسگر چندین مزیت را بطور همزمان
دارد: استفاده از مواد ارزان، توان کم، عملکرد خوب و قابل تکرار در آب، پاسخ سریع و
انعطافپذیری فیزیکی.
او اضافه میکند: ما برای ساخت این حسگرهای بینهایت حساس، از ترانزیستورهای
شبکه نانولوله کربنی نیمهرسانا استفاده کردهایم. این حسگرها قابلیت عملکردن
در آب به صورت پایدار را دارند. ما نشان دادهایم که این حسگرها برای شناسایی
ترکیبات منفجره ازقبیل TNT، به غلظتهای پایین در حد چند ppb (قسمت در بیلیارد)
حساس هستند.
حسگرهای این محققان در مقایسه با دیگر حسگرهای مبتنی بر نانولوله کربنی،
حساستر هستند، زیرا آنها با استفاده از فرآیندی که در آزمایشگاه باو توسعه
داده شدهاست، ساخته میشوند. با این فرآیند میتوان نانولولههای بسیار
همراستایی تولید کرد که به شدت متراکم بوده و تقریباً همه نیمهرسانا باشند.
عدم همراستایی نانولولهها حساسیت این حسگرها را کاهش میدهد. نانولولههای
نیمهرسانا در مقایسه با نانولولههای کاملاً رسانا، میتوانند گسترهی
وسیعتری از برهمکنشهای مولکولی را با حساسیت بالاتری شناسایی کنند.
این نانوحسگر که روی یک بستر پلاستیکی انعطافپذیر ساخته شدهاست؛ در تستهای
آزمایشگاهی، به غلظت ۲ppb از TNT یا دیمتیل فسفونات (یک همخانوادهی سارین)
در آب، حساسیت نشان دادهاست.
این محققان نتایج خود را در مجلهی ACS Nano منتشر کردهاند.