شوک‌ الکتریکی عملکرد حسگر نانولوله‌ای را بهبود می‌دهد

طبق گفته دانشمندان در آمریکا زمان بازیافت کامل حسگرهای مبتنی بر نانولوله کربنی تک جداره را می‌توان با یک شوک الکتریکی به شدت کاهش داد. این محققان متوجه شده‌اند که مولکول‌های آلی متصل به سطح نانولوله کربنی در نتیجه شوک الکتریکی ایجادشده توسط جریان الکتریکی که از سرتاسر این ماده عبور می‌کند، از سطح جدا می‌شوند. در واقع این شوک الکتریکی باعث بازیافت کامل این حسگر شده و آن را قابل استفاده مجدد می‌کند.

طبق گفته دانشمندان در آمریکا زمان بازیافت
کامل حسگرهای مبتنی بر نانولوله کربنی تک جداره را می‌توان با یک شوک
الکتریکی به شدت کاهش داد. این محققان متوجه شده‌اند که مولکول‌های آلی
متصل به سطح نانولوله کربنی در نتیجه شوک الکتریکی ایجادشده توسط جریان
الکتریکی که از سرتاسر این ماده عبور می‌کند، از سطح جدا می‌شوند. در واقع
این شوک الکتریکی باعث بازیافت کامل این حسگر شده و آن را قابل استفاده
مجدد می‌کند.

نانولوله‌های کربنی تک جداره را می‌توان بعنوان حسگرهای خیلی کوچک و بسیار
حساس مواد شیمیایی برای گستره وسیعی از گازها و دیگر مواد شیمیایی استفاده
کرد. این نانولوله‌های تک جداره که به یک بستر سیلیکونی متصل می‌شوند، مواد
شیمیایی را روی سطح‌شان جذب می‌کنند، اگرچه خیلی از این مواد شیمیایی به‌صورت
غیر بازگشت‌پذیر جذب می‌شوند و این باعث می‌شود که فرآیند بازیافت این
نانولوله‌ها، قبل از استفاده مجدد، بسیار طولانی شود.

 

 
اکنون ریچارد ماسل و همکارانش در دانشگاه
ایلونویز توانسته‌اند این مشکل را حل کنند. در روش آنها که دفع تحریک‌شده
توسط جریان (CSD) نامیده می‌شود، یک جریان الکتریکی قوی از سرتاسر نانولوله‌های
تک جداره عبور می‌کند. هنگامی که الکترون‌ها از عرض نقایص موجود روی سطح
این نانولوله‌ها می‌پرند، به مولکول‌های روی سطح برخورد می‌کنند. ماسل
توضیح می‌دهد: موقعی که این الکترون‌ها به یک مولکول جذب‌شده روی سطح
برخورد می‌کنند؛ انرژی اضافی به آن منتقل می‌کنند. در نتیجه این مولکول از
سطح جدا می‌شود.

با این روش می‌توان گستره وسیعی از مواد شیمیایی را مجبور به دفع از روی
سطح نانولوله کرد، بدون آنکه گرمای اضافی ایجاد شود یا عملکرد نانولوله
کاهش یابد. این محققان ده سیستم حسگری مشابه را آزمایش کردند و متوجه شدند
همه الکل‌ها، آروماتیک‌ها، آمین‌ها و فسفونات‌ها با این روش از روی سطح
نانولوله دفع می‌شوند و در نتیجه حسگر سریعاً به طور کامل بازیافت می‌شود.

این روش نسبت به دیگر روش‌های شناخته‌شده برای دفع مولکول‌ها از نانولوله‌های
تک جداره، از قبیل دفع نوری، مزایایی دارد. در روش دفع نوری، این کار با
تابش نور UV به سطح نانولوله انجام می‌شود. دفع با استفاده از نور UV
فرآیند آهسته‌تری است و بنابراین بازیافت حسگر آهسته‌تر می‌باشد. در روش
این محققان بازیافت حسگر بسیار سریع‌تر است.

این پژوهشگران نتایج خود را در مجله‌ی Science منتشر کرده است..