محققان با استفاده از روش لیتوگرافی موفق به تولید نانوذرات چند ترکیبی شدند. آنها از این نانوذرات برای تولید حسگر گاز هیدروژن استفاده کردند.
تولید نانوذرات چند ترکیبی برای حسگر گاز هیدروژن
پژوهشگران دانشگاه نورث‌وسترن با استفاده از روشی موسوم به لیتوگرافی ماسک قابل بازیافت (RML) موفق به تولید اولیگومرهای نانوذره‌ای چندترکیبی شدند. با این روش می‌توان ابعاد ذرات، شکل و موقعیت آنها را روی محصول نهایی کنترل کرد و در نهایت آرایه‌ای از چند ذره با قابلیت حسگری هیدروژن تولید کرد.
تری اودوم از محققان این پروژه می‌گوید: «روش RML اولین روشی است که با استفاده از آن می‌توان الیگومرهای نانوذره‌ای چند ترکیبی تولید کرد به طوری که ابعاد هر نانوذره فلزی درون اولیگومر قابل تنظیم بوده و می‌توان معماری نانوساختار را با استفاده از این روش بهینه‌سازی کرد. محصول نهایی قابلیت استفاده در حوزه‌های مختلف را داراد.»
از نانوساختارهای فلزی می‌توان برای تولید ادوات نانومقیاس، به‌ویژه برای تولید ادوات ذخیره‌سازی اطلاعات و تولید ارتباط‌دهنده‌های نوری می‌توان استفاده کرد. ویژگی‌های نوری این نانومواد به طور مستقیم با رزونانس پلاسمون سطحی منطقه‌ای ارتباط داشته و به برانگیختگی انتخابی الکترون‌های لایه رسانا در سطح نانوذرات فلزی وابسته است.
میدان مغناطیسی محاط کننده نانوذرات فلزی با استفاده از فرکانس‌های نور در محدوده رزونانس پلاسمونی برانگیخته می‌شود که این برانگیختگی تنها در فاصله بسیار کم از ذره اتفاق می‌افتد. بنابراین همان گونه که اتم‌ها باید به هم نزدیک شوند تا مولکول تشکیل شود، نانوذرات فلزی نیز باید در فاصله چند نانومتری از هم باشند تا الیگومرها یا نانوخوشه‌های پلاسمونیک تشکیل شود. هر نوع خوشه‌ای دارای مودهای پلاسمونی سطحی منطقه‌ای منحصر به خود است.
تیم تحقیقاتی اودوم، مدلی برای پیش‌بینی بهترین خوشه‌ها برای استفاده در حوزه حسگری گاز هیدروژن ارائه کرد. این گروه با استفاده از روش RML موفق به تولید این ساختارها شد.
اودوم می‌گوید: «RML ترکیبی از دو روش برای تولید اولیگومرهای نانوذرات پلاسمونیک است: فتولیتوگرافی و تبخیر فلزی منحرف شده. کلید موفقیت در این روش استفاده از ماسک‌های فلزی با قابلیت زدایش و افزایش به سیستم است.»
این گروه تحقیقاتی از این آرایه‌های اولیگومری بزرگ ( در حد چند سانتی‌متر مربع) که حاوی نانوذرات پالادیم و طلا‌ست برای حسگری هیدروژن استفاده کردند. این حسگر موفق به شناسایی گاز هیدروژن کمتر از ۲ درصد و هیدروژن ۱۰۰ درصد شد.
