ساخت نانوحسگر گازی با روشی جدید در پژوهشگاه مواد و انرژی

محققان پژوهشگاه مواد و انرژی کرج با مشارکت دانشگاه بارسلونای اسپانیا، موفق به سنتز نانوحسگرهایی از نانوذرات اکسیدایندیوم (In₂O₃) به روش نوین رسوبدهی الکتروفورتیک جریان متناوب شدند که در مقایسه با روش‌های دیگر، از پاسخ بهتر و زمان پاسخ مناسبی برخوردار است. اکسیدایندیوم به عنوان یک نیمه‌هادی اکسیدی شناخته می‌شود که برای‌شناسایی گازها در دمای پایین نسبت به بقیه نیمه‌هادی‌های اکسید فلزی، بسیار مناسب است.

پژوهشگران مختلفی از این ماده به عنوان حسگر برای گازهای اتانول، O₃، CO و… استفاده کرده‌اند که در آنها از روش‌های متنوعی برای تهیه لایه‌های اکسیدایندیوم استفاده شده است. سطح تماس با گاز و تعداد مراکز هدف موجود برای گاز مورد نظر، از مواردی است که باید در حین تولید در ایجاد لایه‌های اکسیدایندیوم کنترل گردد. در این میان روش رسوبدهی الکتروفورتیک جریان متناوب از جدیدترین روش‌های ایجاد این لایه‌هاست که می‌توان این کنترل را با تغییر پارامترها به راحتی صورت داد.

مهندس پریسا صوتی‌خیابانی با همکاری دکتر احسان مرزبان‌راد، دکتر رضا ریاحی و دکتر بابک رئیسی از پژوهشگاه مواد و انرژی کرج و دکتر سیروس زمانی از دانشگاه بارسلونای اسپانیا، موفق به تهیه لایه‌های ضخیم نانوذرات اکسیدایندیوم به روش رسوبدهی الکتروفورتیک متناوب شدند که این لایه‌ها توانایی کاربرد در نانوحسگرهای گاز NO₂ را نیز دارند.

این محققان در فرکانس‌های متفاوت با استفاده از روش رسوبدهی الکتروفورتیک جریان متناوب، لایه‌های مختلفی از نانوذرات اکسیدایندیوم (In₂O₃) را تهیه کردند تا با استفاده از قدرت حسگری این لایه‌ها، شرایط بهینه برای ساخت این لایه‌ها را نیز ارائه بدهند. در این بررسی‌ها، فرکانس ۱۰kHz به عنوان بهترین و بهینه‌ترین فرکانس گزارش شد. سپس آنان با استفاده از فرکانس بهینه، لایه‌های ضخیم نانوذرات اکسیدایندیوم (In₂O₃) راساختند تا ویژگی‌های این نانوحسگر را با حسگرهایی که به روش ته‌نشینی تولید شده بودند، مورد مقایسه قرار دهند. این مقایسه مشخص کرد که نانوحسگر جدید از لایه‌های کارامدتری نسبت به نوع دیگر برخوردار است.

به گزارش این محققان، نانوحسگر جدید ساخته شده به علت دارا بودن حفره‌هایی ناشی از ساختار زنجیرهای نانوذرات متصل شده به هم، امکان عبور بیشتری را برای گاز محیا می‌کند که این امر باعث پاسخ مطلوبتر این نانوحسگر نسبت به نوع دیگر می‌شود. همچنین بررسی‌ها نشان داد که این نوع جدید نانوحسگر از زمان پاسخ کوتاهتری برای احیا نسبت به نوع دیگر برخوردار است.

نتایج این کار تحقیقاتی در مجله Sensors and Actuators B: Chemical (جلد ۱۶۶ و ۱۶۷، ۲۰ ماه می‌سال ۲۰۱۲) منتشر شده است. علاقمندان می‌توانند متن مقاله را در صفحات ۱۲۸ الی ۱۳۴ همین شماره مشاهده نمایند.