تحولی شگرف در ساخت نانو حسگرها

به گزارش چابک آنلاین به نقل از ایرنا،  مهندسان در دانشگاه مک کواری در سیدنی استرالیا یک شیوه جدید برای تولید نانو حسگرها ارائه کردند که شدت تولید کربن بسیار کمتر و هزینه‌ پایین‌تری دارد و همچنین کارآمدی و تطبیق‌پذیری را ارتقا می‌دهد و به این ترتیب یک فرایند کلیدی در این بخش جهانی چند تریلیون دلاری را به میزان قابل ملاحظه‌ای بهبود خواهد بخشید.

این گروه از محققان راهی پیدا کردند که به جای استفاده از فرایند متعارف دربرگیرنده گرم کردن مواد تا دمای بالا، برای هر حسگر یک قطره اتانول به کار می برند. تحقیقات آنها به تازگی در نشریه «مواد پیشرفته کارکردی» منتشر شده است.

پروفسور ایرانی نوشین نصیری سرپرست آزمایشگاه نانوتکنولوژی در دانشکده مهندسی دانشگاه مک‌کواری در مورد این دستاورد گفت: حسگرهای نانو معمولا از میلیاردها ذره نانو روی سطح کوچک یک حسگر تشکیل می‌شوند اما بیشتر این حسگرها وقتی اولین بار ساخته می‌شوند، کار نمی‌کنند.

این نانوذرات خودشان را درون شبکه‌ای جمع می‌کنند که با پیوندهای طبیعی ضعیف تشکیل می‌شود و شکاف‌های بسیاری بین ذرات نانو وجود دارد، به طوری که آنها موفق به انتقال سیگنال‌های الکتریکی نمی‌شوند و بنابراین حسگر کار نمی کند.

محققان در این پروژه در حالی که روی بهبود حسگرهای نور ماورای بنفش - فناوری کلیدی مورد استفاده در ساعت خورشیدی (Sunwatch) - کار می‌کردند، یافته‌های جدید را کشف کردند.

حسگرهای نانو نسبت سطح به حجم بالایی دارند که از لایه‌هایی از ذرات نانو تشکیل یافته است و این موجب می‌شود که آنها نسبت به ماده‌ای که برای ردیابی آن ساخته می‌شوند بسیار حساس باشند اما بسیاری از حسگرهای نانو به طور موثر کار نمی‌کنند مگر اینکه تا دماهای بالا در فرایندی ۱۲ ساعتی گرم شوند تا از این طریق لایه‌های نانوذرات جوش بخورند و کانال‌هایی ایجاد کنند که امکان عبور الکترون ها از طریق لایه‌ها را فراهم کند و حسگر کار کند.

به گفته محققان، فرایند گرم کردن موجب نابودی بسیاری از حسگرهای بر پایه پلیمر می شود و نانوحسگرهای دربردارنده الکتروهای ریز مانند آنهایی که در وسایل نانوالکتریک هستند ممکن است ذوب شوند. در حال حاضر بسیاری از مواد قابل استفاده برای ساخت حسگرها نیستند زیرا قادر به مقاومت در برابر گرما نیستند.

در این حال تکنیک جدید کشف شده در دانشگاه مک کواری این فرایند دشوار گرم کردن شدید را دور می‌زند و این امکان را فراهم می‌کند که نانوحسگرها با استفاده از تعداد بیشتری از مواد ساخته شوند.

به گفته پروفسور نصیری، اضافه کردن یک قطره از اتانول به داخل لایه حسگری بدون قرار دادن آن در داخل کوره مخصوص گرم کردن به اتم های واقع در سطح نانوذرات کمک می‌کند که جابجا شوند و شکاف بین نانوذرات ناپدید می شود. در این آزمایش ها نشان داده شد که اتانول میزان کارآمدی و پاسخگویی حسگرها را بیش از میزان به دست آمده پس از گرم کردن ۱۲ ساعتی بهبود می‌دهد.

این کشف به طور بالقوه می تواند تغییرات بزرگی در جهان حسگرهای نانو ایجاد کند. از هم اکنون شرکت هایی از استرالیا و کشورهای دیگر با این محققان تماس گرفته و خواهان استفاده عملی از این روش هستند.