دانشگاه صنعتی امیرکبیر: حسگرهای گازی با قابلیت کاربرد در صنعت و منازل

محققان دانشگاهی با استفاده از فناوری نانو، موفق به ساخت حسگری با حساسیت و قابلیت تشخیص بالا شده‌اند که امکان تشخیص به موقع انتشار گاز را میسر می‌کند. این حسگر از مواد اولیه‌ی ارزان قیمت و طبق روشی ساده و قابل کنترل تهیه شده است.

امروزه، دی اکسید قلع به عنوان یک پیش ماده‌ی صنایع سرامیکی، کاتالیستی و مخصوصاً صنایع الکترونیک شناخته شده است. از جمله‌ی این کاربردها می‌توان به ساخت حسگرهای گازی اشاره کرد. دی اکسید قلع به تنهایی استفاده نمی‌شود و معمولاً همراه با یک ماده‌ی افزودنی که بیشتر متشکل از فلزات نجیب است، به کار می‌رود. پژوهشگران این طرح نیز به بررسی اثر حضور فلز نجیب نقره بر عملکرد حسگری از جنس دی اکسید قلع پرداخته‌اند.
به گفته‌ی فریبرز شریفیان جزی، در مطالعات مشابهی که جهت ساخت حسگر گازی صورت گرفته، از مواد دیگری مثل پالادیوم و پلاتین به عنوان ماده‌ی حساس استفاده شده است. این در حالی است که با کاربرد نقره در این کار، حسگر گازی نهایی خواص بسیار بهتری از پالادیوم و پلاتین در شناسایی گاز نشان می‌دهد.
وی در ادامه افزود: «کشور ما یک کشور نفت خیز و دارای پالایشگاه‌ها و محیط فراورش و پالایش نفت و مواد جانبی زیادی است. از این رو، حسگرهای گازی یکی از پرکاربردترین و حیاتی‌ترین دستگاه‌ها برای کنترل و جلوگیری از انتشار گاز و در نتیجه آلودگی محیط زیست است. لذا با کاربرد این حسگر می‌توان مانع از انتشار آلودگی و در پی آن گسترش بیماری‌های ناشی از آن شد.»
به نظر می‌رسد بتوان با تولید این حسگر برای پالایشگاه‌ها و حتی منازل (حسگر مونوکسید کربن) باعث نجات افراد زیادی از مرگ ناشی از گازگرفتگی شد.
علاوه بر کاربرد بررسی شده، نانوکامپوزیت دی اکسید قلع- نقره، در سلول‌های خورشیدی، فوتوکاتالیست‌ها، کاتالیست‌ها و به طور کلی در حسگر‌های الکتریکی و جاهایی که حساسیت ماده برای رسانایی مهم می‌شود، قابل استفاده خواهد بود.
در ساخت این حسگر از روش سل-ژل برای ساخت نانوکامپوزیت دی اکسید قلع- نقره استفاده شده است. محدوده‌ی توزیع این نانوکامپوزیت در گستره‌ی 80 تا 400 نانومتر قرار گرفته است. همچنین ژل‌های بدست آمده در دماهای مختلفی تحت عملیات حرارتی قرار گرفته‌اند که بهترین دما برای دستیابی به مطلوب‌ترین خواص این نانوکامپوزیت 400 درجه‌ی سانتی‌گراد بوده است.
از برتری‌های روش سل-ژل نسبت به سایر روش‌ها نظیر آسیاکاری مکانیکی و سنتز خود احتراقی، سادگی کار با آن و همچنین عدم نیاز به تجهیزات پیشرفته و کنترل مناسب فرایند است. ارزان بودن مواد اولیه‌ی مورد استفاده و در نتیجه هزینه‌ی تولید کم از دیگر مزایای این روش محسوب می‌شود.
از نتایج این طرح، اختراعی با عنوان تولید نانوکامپوزیت دی اکسید قلع- نقره برای حسگر گازی و شماره‌ی 71646 نیز به ثبت رسیده است.
فریبرز شریفیان جزی، دانشجوی دکترای مواد دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دکتر نادر پروین، عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، و همکارانشان در انجام این طرح همکاری داشته‌اند. نتایج این مطالعات در مجله‌ی Synthesis and Reactivity in Inorganic Metal-Organic and Nano-Metal Chemistry (جلد 44، شماره 5، سال 2014، صفحات 759 تا 764) چاپ شده است.