بررسی حساسیت پاسخ نانوحسگرهای گازی به ترکیبات مختلف

محققان انگلیسی با همکاری پژوهشگرانی از سوئد و آمریکا روشی برای اندازه‌گیری پاسخ حسگر گرافنی به غلظت‌های مختلف گاز در محیط ارائه کردند. این یافته می‌تواند مسیر تجاری‌سازی نانوحسگرهای گازی را هموار کند.

یک تیم تحقیقات بین‌المللی به رهبری آزمایشگاه ملی فیزیک ابزاری برای اندازه‌گیری پاسخ الکتریکی گرافن به هوا یافته‌اند. این یافته‌های آنها می‌تواند مسیر تجاری‌سازی حسگرهای گازی گرافنی را هموار کند.
شناسایی سریع گازها در حوزه‌های مختلف مورد نیاز است. برای مثال، در پزشکی، محیط‌زیست و صنایع دفاعی چنین حسگرهایی ضروری هستند. گرافن گزینه جالبی برای ساخت این حسگرهاست. زمانی که سطح گرافن در معرض مواد شیمیایی ویژه‌ای قرار گیرد، این ترکیبات با گرفتن یا دادن الکترون می‌توانند موجب تغییر مقاومت الکتریکی گرافن شوند.
گرافن به شدت به این فرآیند حساس است، در واقع حساسیت آن به‌گونه‌ای است که می‌تواند وجود یک مولکول دی‌اکسید نیتروژن را تشخیص دهد. بنابراین، می‌توان از گرافن برای تولید حسگرهای گازی استفاده کرد.
با این حال باید گفت که این فرآیند ساده نیست. حسگرهای گازی باید در محیط قرار گیرند و در هر محیطی ترکیبات مختلفی وجود دارند که هر یک از این ترکیبات می‌تواند با توجه به حساسیت گرافن، مقاومت آن را تغییر دهد. بنابراین، ایجاد تفاوت میان گونه‌های مختلف ترکیبات اهمیت زیادی در فرآیند ساخت حسگر گازی دارد.
در این پروژه محققان آزمایشگاه ملی فیزیک، دانشگاه صنعتی چالمرز و آزمایشگاه تحقیقات نیروی دریایی آمریکا از روشی جدید برای بررسی اثر عوامل محیطی روی گرافن بهره بردند.
این گروه تحقیقاتی روی تأثیر نیتروژن، اکسیژن، آب و دی‌اکسید نیتروژن روی گرافن اپیتاکسیال کار کردند. تمامی این تأثیرات با میکروسکوپ پیمایشی نیروی کلوین آزمایش شد. این گروه نشان دادند که وجود ترکیبات فوق در محیط نمی‌تواند روی عملکرد حسگر گرافنی تأثیر منفی بگذارد حتی اگر غلظت آن بیشتر از حد نرمال محیطی باشد.
به نظر می‌رسد با وجود پتانسیل بالای حسگرهای گرافنی، هنوز نیاز به تحقیقات بیشتر در این حوزه وجود دارد. در واقع باید مطالعات بیشتری انجام شود تا ارتباط میان آنچه که در آزمایشگاه به دست آمده با آنچه که ممکن است در عمل دیده شود، هویدا گردد.