پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس و دانشگاه آزاد اسلامی با مدل‌سازی کامپیوتری نشان دادند که می‌توان از نانولوله‌های نیترید آلومینیوم برای شناسایی گاز سمی و سرطان‌زای فرمالدهید استفاده کرد.
قابلیت نانولوله‌های نیترید آلومینیوم برای تشخیص گازهای سمی
|
پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس و دانشگاه آزاد اسلامی با مدل‌سازی کامپیوتری نشان دادند که می‌توان از نانولوله‌های نیترید آلومینیوم برای شناسایی گاز سمی و سرطان‌زای فرمالدهید استفاده کرد.
امروزه فرمالدهید یکی از مواد پرکاربرد و در عین حال سرطان‌زا در صنعت جهان است. شناسایی این ماده به علت فراریت و احتمال نشت در صنایع مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است. نانولوله‌های کربنی یکی از موادی است که به عنوان حسگر گازی استفاده می‌گردد اما مسائلی از قبیل دشواری جداسازی نانولوله‌های کربنی نیمه‌رسانا و رسانا از یکدیگر و همچنین واکنش پذیری پایین آنها نسبت به گاز فرمالدهید، کاربرد آنها را با مشکل مواجه ساخته است. برخلاف نیترید آلومینیوم توده‌ای، که تا حدودی نارسانا است، ساختار نانولوله‌ای نیتریدآلومینیوم، خاصیت نیمه‌رسانا دارد و از این حیث مورد توجه محققان قرار گرفته است.
علی احمدی پیغان دانشجوی دکترای شیمی – فیزیک دانشگاه تربیت مدرس به سرپرستی دکتر ناصر هادیپور و با همکاری دکتر ضرغام باقری از دانشگاه آزاد واحد اسلامشهر و آقای محمدکامفیروزی، از دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز، با استفاده از محاسبات مکانیک کوانتومی نشان دادند که برخلاف نانولوله‌های کربنی، نانولوله‌های نیتریدآلومینیوم می‌توانند در شناسایی گاز سمی فرمالدهید مورد استفاده قرار گیرند.
آقای احمدی در رابطه با مراحل انجام این تحقیق افزود: «ابتدا جذب گاز با جهت‌گیری‌های مختلف بر روی نانولوله‌ها انجام گرفت سپس تأثیر جذب بر روی خواص الکترونیکی نانولوله‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که جذب فرمالدهید بر روی نانولوله‌های نیتریدآلومینیوم، رسانایی الکتریکی آنها را افزایش می‌دهد بنابراین اگر نانولوله در یک مدار الکتریکی قرار گیرد به محض جذب گاز فرمالدهید بر روی آن می‌تواند سیگنال الکتریکی تولید کند که از طریق آن می‌توان به حضور گاز پی برد.»
نتایج این کار تحقیقاتی نشان می‌دهد که به محض جذب گاز فرمآلدهید بر روی نانولوله‌های نیترید آلومینیوم، انتقال بار منجر به کاهش گاف انرژی و افزایش رسانایی نانولوله می‌گردد. این خاصیت برتر نانولوله نیترید آلومینیوم در کنار زمان سریع پاسخ به گاز، حساسیت و عملکرد انتخابی بالا، کاربرد بدون نیاز به مهندسی ساختار و بازیافت مناسب می‌تواند زمینه‌ساز ساخت حسگر‌های فرمالدهید باشد که در صورت سنتز این نانولوله‌ها می‌توان از آنها برای ساخت این نوع حسگرها استفاده نمود. این کار تحقیقاتی که در راستای رساله دکتری آقای احمدی صورت گرفته است، در حال پیگیری در زمینه افزایش حساسیت این نانولوله‌ها است.
نتایج این تحقیقات در مجله Sensors and Actuators B: Chemical (شماره ۱، جلد ۱۶۱، ۳ ژانویه سال ۲۰۱۲) منتشر شده است. علاقمندان می‌توانند متن مقاله را در صفحات ۱۰۲۵ الی ۱۰۲۹ همین شماره مشاهده نمایند. |
