محققان دانشگاهی موفق به ساخت حسگر گازی بر پایه‌ی گرافن شدند که در صنایع مختلف جهت تعیین میزان اکسیژن قابل استفاده خواهد بود. در ساخت این حسگر از روشی ساده و کم هزینه استفاده شده که نیاز به استفاده از دستگاه نانولیتوگرافی را برطرف می‌کند.
دانشگاه تهران: ساخت حسگر گازی از گرافن/ اکسیدروی
کنترل میزان اکسیژن از موارد مهم در صنایع مختلف است؛ چراکه کاهش آن در محیط زیست مشکلاتی حیاتی برای انسان ایجاد خواهد کرد. در این کار، حسگر گرافنی برای اندازه‌گیری اکسیژن ساخته شده است.
به گفته‌ی دکتر عزت اله ارضی، به کمک این حسگر می‌توان به نظارت دستگاه‌ها و بهینه‌سازی عملکرد آن‌ها پرداخت. صنایع مختلف همچون نفت، گاز، پزشکی و یا صنایع تولیدی که نیازمند سنجش میزان اکسیژن محیط هستند، می‌توانند از نتایج این طرح استفاده کنند.
وی در ادامه افزود: «در ساخت حسگر گاز اکسیژن عموماً از روش‌ها و مواد مختلفی از جمله سرامیک‌ها، اکسیدهای فلزی نیمه رسانا، پلیمرها و یا مواد نانوساختار همچون نوارهای گرافنی(nanoribbon) استفاده می‌شود. مهم‌ترین و رایج‌ترین روش ساخت نانونوارهای گرافن استفاده از دستگاه نانولیتوگرافی است. اما این روش با محدودیت‌هایی همچون ایجاد ناهمواری‌های بزرگ در لبه‌های نوار همراه است.»
در این کار از نانوسیم‌های اکسیدروی در ساختار حسگر حاوی نانوصفحات اکسید گرافن استفاده شده است. نانوسیم‌ها سبب کاهش صفحه‌های اکسید گرافن به نانونوارهای گرافن می‌شوند. این عمل با قرار دادن ساختار تهیه شده، تحت تابش نور فرابنفش (UV) صورت می‌گیرد. لازم به ذکر است که نانوسیم‌های اکسیدروی علاوه بر عملکرد ذکر شده به افزایش حساسیت حسگر نیز کمک می‌کنند. دمای پایین و سادگی ساخت از دیگر مزایای روش پیشنهادی است.
این محقق در پایان عنوان کرد: «حسگر پیشنهادی پاسخ الکتریکی بسیار بالاتری به اکسیژن، در مقایسه با دیگر حسگرهای گازی بر پایه‌ی گرافن از خود نشان می‌دهد که به اعتقاد ما به علت نقص‌های خطی ایجاد شده در ساختار آن است. از دیگر مزایای این حسگر عملکرد مناسب آن حتی در دمای اتاق است.»
این تحقیقات از همکاری دکتر عزت اله ارضی، دکتر یاسر عبدی- اعضای هیأت علمی دانشگاه تهران- و دکتر پروانه افضلی- دانش آموخته‌ی همین دانشگاه- حاصل شده که نتایج آن در مجله‌ی Sensors and Actuators B: Chemical (جلد ۱۹۵، شماره ۱، سال ۲۰۱۴، صفحات ۹۲ تا ۹۷) چاپ شده است.
به گفته‌ی دکتر عزت اله ارضی، به کمک این حسگر می‌توان به نظارت دستگاه‌ها و بهینه‌سازی عملکرد آن‌ها پرداخت. صنایع مختلف همچون نفت، گاز، پزشکی و یا صنایع تولیدی که نیازمند سنجش میزان اکسیژن محیط هستند، می‌توانند از نتایج این طرح استفاده کنند.
وی در ادامه افزود: «در ساخت حسگر گاز اکسیژن عموماً از روش‌ها و مواد مختلفی از جمله سرامیک‌ها، اکسیدهای فلزی نیمه رسانا، پلیمرها و یا مواد نانوساختار همچون نوارهای گرافنی(nanoribbon) استفاده می‌شود. مهم‌ترین و رایج‌ترین روش ساخت نانونوارهای گرافن استفاده از دستگاه نانولیتوگرافی است. اما این روش با محدودیت‌هایی همچون ایجاد ناهمواری‌های بزرگ در لبه‌های نوار همراه است.»
در این کار از نانوسیم‌های اکسیدروی در ساختار حسگر حاوی نانوصفحات اکسید گرافن استفاده شده است. نانوسیم‌ها سبب کاهش صفحه‌های اکسید گرافن به نانونوارهای گرافن می‌شوند. این عمل با قرار دادن ساختار تهیه شده، تحت تابش نور فرابنفش (UV) صورت می‌گیرد. لازم به ذکر است که نانوسیم‌های اکسیدروی علاوه بر عملکرد ذکر شده به افزایش حساسیت حسگر نیز کمک می‌کنند. دمای پایین و سادگی ساخت از دیگر مزایای روش پیشنهادی است.
این محقق در پایان عنوان کرد: «حسگر پیشنهادی پاسخ الکتریکی بسیار بالاتری به اکسیژن، در مقایسه با دیگر حسگرهای گازی بر پایه‌ی گرافن از خود نشان می‌دهد که به اعتقاد ما به علت نقص‌های خطی ایجاد شده در ساختار آن است. از دیگر مزایای این حسگر عملکرد مناسب آن حتی در دمای اتاق است.»
این تحقیقات از همکاری دکتر عزت اله ارضی، دکتر یاسر عبدی- اعضای هیأت علمی دانشگاه تهران- و دکتر پروانه افضلی- دانش آموخته‌ی همین دانشگاه- حاصل شده که نتایج آن در مجله‌ی Sensors and Actuators B: Chemical (جلد ۱۹۵، شماره ۱، سال ۲۰۱۴، صفحات ۹۲ تا ۹۷) چاپ شده است.
