پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف، موفق به ساخت نمونه‌ای از نانوحسگر هیدروژن شده‌اند که در دمای اتاق دارای حساسیتی از مرتبه ۱۰۴ است.
ساخت حسگرهایی با حساسیتی از مرتبه ۱۰۴
پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف، موفق به ساخت نمونه‌ای از نانوحسگر هیدروژن شده‌اند که در دمای اتاق دارای حساسیتی از مرتبه ۱۰۴ است.
خانم سمیه فردین‌دوست با هدف دسترسی به فناوری تولید حسگرهای هیدروژن ارزان قیمت، سبک، پایدار و با مصرف انرژی پایین، تحقیقاتی را در دانشگاه صنعتی شریف با راهنمایی خانم دکتر اعظم ایرجی‌زاد انجام داده و موفق به تولید حسگر هیدروژن با روش سل‌ژل شده‌است.
لایه‌های ساخته شده به روش سل- ژل در این پژوهش، از تخلخل بالایی برخوردار بوده و ذراتی با اندازه نانومتری(نسبت سطح به حجم زیاد) در بستر آن وجود داشته‌اند. اندازه نانوذرات تهیه شده از مرتبه‌ای است که بهترین نسبت سطح به حجم برای حسگری تری‌اکسید تنگستن را ایجاد کرده‌اند. نمونه‌های آلاییده شده با پالادیم، در مقابل گاز هیدروژن حتی در غلظت‌های کم گاز، حساسیت‌های بسیار زیادی از مرتبه بیش از ۱۰۴ در دماهای کار پایین(دمای اتاق) را نشان داده‌اند.
به طور کلی پالادیم، حساسیت حسگرهای اکسید فلزی را به گازهای احیاکننده از جمله هیدروژن افزایش داده و دمای کار را پایین آورده‌است. حسگرهای ساخته شده به روش سل- ژل در این پژوهش پایداری شیمیایی و زمان پاسخ کوتاه کمتر از ۱ دقیقه دارند
وی در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو گفت: «از آنجا که هیدروژن گازی سبک، بدون رنگ، بو و طعم است و در ترکیب با هوا، در بازه ۶۵/۴ تا ۹/۹۳ درصد حجمی، احتمال انفجار بسیار بالایی دارد، بنابراین باید از نشت هیدروژن در مقادیر زیاد جلوگیری کرد. آشکارسازی سریع و دقیق هیدروژن در غلظت‌های قبل از انفجار یک مساله بسیار مهم است».
وی افزود: «با توجه به پیشروی صنعت به سمت جایگزینی هیدروژن به‌عنوان سوخت تمیز، ساخت این حسگرها، می‌تواند در اتومبیل‌ها و مصارف صنعتی آینده در محل‌های ذخیره یا سوخت‌گیری یا اتومبیل‌های مصرف کننده گاز هیدروژن به‌عنوان سوختی تمیز و سازگار با محیط زیست استفاده شود».
از مزایای روش سل- ژل به‌کار رفته، می‌توان به سادگی انجام، عدم نیاز به تجهیزات خلاء و پایین بودن هزینه اشاره نمود. همچنین چون از یک بستر آب در این پژوهش استفاده شده ، می‌توان افزودنی‌های دیگری نیز به لایه وارد کرده تا در صورت نیاز خواص بهتری به آن داده شود.
برای انجام این کار پژوهشی، سل تری‌اکسید تنگستن به روش سل- ژل و با حل نمودن سیم تنگستن در آب اکسیژنه تهیه شده‌است. برای آلائیدن با پالادیم، نمک PdCl2 با درصدهای وزنی مختلف پالادیم به محلول تری‌اکسید تنگستن افزوده شده و سپس به روش اسپینی روی زیرلایه آلومینا لایه‌نشانی گردیده‌است. لایه‌های آلاییده شده با پالادیم به مدت معینی پخته شده، سپس الکترودهای شانه‌ای تیتانیوم و طلا به ترتیب به روش پرتوی الکترونی و تبخیر حرارتی روی سطح لایه‌نشانی شده و برای ایجاد اتصالات الکتریکی استفاده گردیده‌اند. برای بررسی حسگری نیز، نمونه‌ها در سیستم گاز چند کاناله متصل به کامپیوتر قرار گرفته‌اند و همه نمونه‌ها در شرایط یکسان تست گردیده‌اند.
جزئیات این پژوهش که با راهنمایی دکتر اعظم ایرجی زاد و همکاری دکتر فرشته رحیمی و دکتر رقیه قاسم‌پور انجام شده، در مجله international journal of hydrogen energy (جلد ۳۵، صفحات ۸۶۰- ۸۵۴، سال ۲۰۱۰) منتشر شده‌است.
