استفاده از نانوپودر اکسید قلع در ساخت حسگرهای گازی

محققان پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ با همکاری پژوهشگران پژوهشگاه مواد و انرژی با به‌کارگیری نانوپودر اکسید قلع و استفاده از یک روش ساده و کم هزینه، حسگری ساخته‌اند که به انواع گازها مانند اکسیژن، هیدروژن و مخصوصا بخار اتانول حساس است.

محققان پژوهشگاه علوم و فناوری رنگ با همکاری پژوهشگران پژوهشگاه مواد و انرژی با
به‌کارگیری نانوپودر اکسید قلع و استفاده از یک روش ساده و کم هزینه، حسگری
ساخته‌اند که به انواع گازها مانند اکسیژن، هیدروژن و مخصوصا بخار اتانول حساس است.

مهندس امیررضا گردش‌زاده، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد فناوری نانو گفت: «در این
پژوهش از پوشش‌های به‌دست آمده با استفاده از روش لایه‌نشانی الکتروفورتیکی (EPD)
متناوب برای ساخت سنسور گاز استفاده شد.

وی افزود: «ساخت این حسگر در سه مرحله انجام شد.

۱ – ساخت الکترود: در این مرحله، دو الکترود تخت موازی با فاصله حدود ۲۰۰ میکرون
آماده می‌شود. فاصله بین الکترودها می‌تواند کمتر با بیشتر باشد که به پارامترهای
لایه‌نشانی بستگی دارد. به این منظور با استفاده از یک نوک آلومینایی تیز، شیاری
روی سطح شیشه‌ی حاوی لایه‌ی نازکی از طلا (یا هر پوشش رسانای دیگر) ایجاد می‌شود.
به این ترتیب دو الکترود تخت موازی به‌دست می‌آید.

۲- لایه‌نشانی: در این مرحله، فرایند لایه‌نشانی در یک سوسپانسیون مناسب از ماده‌ی
مورد نظر و با اعمال میدان الکتریکی متناوب انجام می‌شود. در این پژوهش از نانوپودر
اکسید قلع (SnO2) که ماده‌ی شناخته شده‌ای برای ساخت حسگر محسوب می‌شود، استفاده
شد.

۳ – بررسی خواص حسگری: در این مرحله، الکترودهای حاوی پوشش به‌دست آمده از مرحله‌ی
قبل در داخل کوره با دمای مناسب قرار داده می‌شوند و با عبور گازهای مورد نظر،
تغییرات رسانایی پوشش، اندازه‌گیری می‌شود».

مهندس گردش‌زاده با بیان این مطلب که ما توانستیم با استفاده از یک روش ساده و کم
هزینه، حسگری بسازیم که به انواع گازها مانند اکسیژن، هیدروژن و مخصوصا بخار اتانول
حساس است، افزود: «با انتخاب پارامترهای مناسب، لایه‌نشانی در داخل شیار انجام شد و
پوشش‌های به‌دست آمده عاری از هر گونه ترک بودند».

محقق پژوهش، استفاده از نانوذرات اکسید قلع را دلیل دستیابی به پوشش‌های متراکم‌تر
و با کیفیت‌تر عنوان کرد و استفاده از میدان الکتریکی متناوب در فرایند لایه‌نشانی
الکتروفورتیکی را از مزیت‌های این طرح برشمرد.

جزئیات این پژوهش -که در قالب پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد آقای امیررضا گردش‌زاده
با راهنمایی دکتر بابک رئیسی، دانشیار پژوهشگاه مواد و انرژی انجام شده‌است- در
مجله‌یMaterials Science in Semiconductor Processing (جلد ۱۳، صفحات ۱۵۵-۱۵۱، سال
۲۰۱۰) منتشر شده‌است.