پژوهشگران دانشگاه تهران، با به کارگیری فناوری نانو لوله‌های کربنی، موفق به تولید نسل جدیدی از سنسورهای مکانیکی شدند که قابلیت دریافت سیگنال‌های بسیار ضعیف نوسانی را در لرزه‌نگارها دارند.
نانوسنسورهایی با حساسیت بسیار بالا
نتایج همایش نهایی پروژه NanoCap
پژوهشگران دانشگاه تهران، با به کارگیری فناوری نانولوله‌های کربنی، موفق به تولید نسل جدیدی از سنسورهای مکانیکی شدند که قابلیت دریافت سیگنال‌های بسیار ضعیف نوسانی را دارد که در آینده می‌تواند در لرزه‌نگارها مورد استفاده قرار گیرد.
سنسورهای شتاب که در بالشتک هوای خودروها وجود دارند، از جمله تجهیزات ایمنی هستند که در اثر اصابت ضربه به آنها جان مسافر را نجات می‌دهند. ساختار این سنسورها بصورت بین انگشتی بوده که خود به تنهایی حساسیت بالایی نداشته و قطعه اصلی آنها ظرفیت خازن کمی دارد، ولی چنانچه یک مدار الکتریکی در کنار آنها تعبیه شود، حساسیت بسیار بالایی پیدا می‌کنند.
سنسورهای معمولی که در بازار موجودند، دارای یک سری صفحات خازن کنار هم هستند که مقدار ظرفیت خازن کمی ایجاد می‌کنند.
پژوهشگری از دانشگاه تهران با استفاده از فناوری نانولوله‌های کربنی، موفق به ساخت سنسورهای مکانیکی با حساسیت بسیار بالایی شده‌است.
دکتر شمس‌الدین مهاجرزاده، محقق این طرح، در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو در مورد چگونگی انجام این پژوهش گفت: «برای ساخت این سنسورها، ابتدا نانولوله‌های کربنی را به روش پلاسمایی روی بستر سیلیکاتی لایه نشانی کرده‌ایم. در ادامه، با استفاده از بستر سیلیکان و با الگوهای میکرومتری و گاهی زیر- میکرومتری که از اهمیت خاصی برای چنین ادواتی برخوردار هستند، نانولوله‌های خاصی (درخت گونه) را رشد داده‌ایم. این نانولوله‌ها به دلیل سطوح مؤثر بسیار بالا، امکان ایجاد خازن‌هایی با مقادیر بالا را عملی می‌کنند. این خازن‌ها دارای ساختار میان انگشتی بوده و به لیتوگرافی با دقت بالا نیاز دارند».
ساختار میان انگشتی، در واقع از دو سری خط موازی و کنار هم تشکیل شده است، که در ساختار ادوات الکترونیکی متداول به کار می‌رود.
شانه‌های ساختار چند بعدی نانولوله‌های کربنی که با حالت‌های کنار هم رشد داده شده‌اند، نسبت به حالت قبل، توانسته‌اند خازن‌هایی با ارتفاع µm1 را رشد دهند که این خازن‌ها علاوه بر ارتفاع، به صورت شاخه‌های فرو رفته با ساختار سه بعدی گسترش یافته که در نهایت موجب افزایش مساحت مؤثر خازن‌های این دستگاه گردیده‌اند.
گفتنی است؛ ایجاد ساختارها روی غشای نازک، امکان ایجاد حساسیت بالا و یا امکان محرکه‌سازی (ایجاد حرکات مکانیکی) را محقق می‌سازد که تصاویر زیبای میکروسکوپ الکترونی و نیز نتایج الکتریکی کاملا منحصر به فرد آن، حاکی از این مهم هستند.
عضو هیئت علمی دانشگاه تهران در ادامه تاکید کرد که «در آینده، این سنسورها برای دریافت سیگنال‌های بسیار ضعیف نوسانی مانند آثار زلزله به کار خواهند رفت. در ضمن می‌توانند به عنوان سنسورهای برنامه‌ریز نیز استفاده شوند».
جزئیات این پژوهش که در آزمایشگاه نانوالکترونیک و لایه نازک دانشگاه تهران و تحت حمایت قطب علمی نانوالکترونیک انجام شده در مجلات APPLIED PHYSICS LETTERS (جلد ۹۴، صفحه۱۷۳۵۰۷، سال۲۰۰۹) و Nanotubes and Carbon Nanostructures (جلد ۱۷، صفحات ۲۸۴- ۲۷۳، سال ۲۰۰۹) منتشر شده است.
