تشخیص دی‌اکسید نیتروژن در غلظت‌های بسیار ناچیز با نانو حسگر
دی‌اکسید نیتروژن، یکی از آلاینده‌های هوا است که از خودروهای احتراقی و اجاق‌های گاز سوز منتشر می‌شود. این ماده نه تنها برای آب و هوا مضر است بلکه برای سلامتی انسان‌ها نیز خطرناک است. تماس طولانی مدت با دی‌اکسید نیتروژن با افزایش بیماری‌های قلبی، بیماری‌های تنفسی مانند آسم و عفونت‌ها ارتباط دارد.
دی‌اکسید نیتروژن بی‌بو و نامریی است، بنابراین شما به یک حسگر ویژه نیاز دارید تا بتواند غلظت‌های خطرناک گاز سمی را با دقت تشخیص دهد، اما بیشتر حسگرهای موجود مصرف انرژی بالایی دارند، زیرا برای دستیابی به عملکرد مناسب معمولاً باید در دماهای بالا کار کنند.
یک حسگر بسیار نازک که توسط تیمی از محققان دانشگاه کالیفرنیا ساخته شده، می‌تواند به این نیاز پاسخ دهد. در مقاله‌ای که این گروه تحقیقاتی در مجله Nano Letters به چاپ رساندند، جزییاتی درباره یک حسگری دوبعدی ارائه کردند که در دمای اتاق کار می‌کند؛ بنابراین، انرژی کمتری نسبت به حسگرهای معمولی مصرف می‌کند.
محققان می‌گویند این حسگر دو بعدی که از آلیاژ تک‌لایه دی‌سولفید رنیم نیوبیم ساخته شده، دارای ویژگی شیمیایی برتر و زمان بازیابی جالب توجهی است.
امین عزیزی، دانشمند پسادکترا از دانشگاه برکلی در این خصوص گفت: برخلاف سایر دستگاه‌های دو بعدی ساخته شده از موادی مانند گرافن، این حسگر دو بعدی به‌صورت انتخابی به مولکول‌های دی‌اکسید نیتروژن پاسخ داده و کمترین پاسخ را به سایر گازهای سمی مانند آمونیاک و فرمالدئید می‌دهد. علاوه‌بر این، این حسگر دو بعدی جدید قادر است غلظت بسیار کم دی‌اکسید نیتروژن را در حد ۵۰ قسمت در میلیارد تشخیص دهد.
هنگامی که یک حسگر مبتنی بر دی‌سولفید مولیبدن یا نانولوله‌های کربنی اقدام به تشخیص دی‌اکسید نیتروژن می‌کنند، بازگشت آن به حالت اولیه در دمای اتاق ممکن است ساعت‌ها طول بکشد.
عزیزی گفت: اما حسگر ما فقط چند دقیقه طول می‌کشد. این حسگر اگر در تلفن‌های هوشمند یا سایر وسایل الکترونیکی پوشیدنی قرار گیرد، می‌تواند خلاء تشخیص بیش از حد دی اکسید نیتروژن را در محیط پر کند.
این حسگر نه‌تنها بسیار باریک است، بلکه انعطاف‌پذیر و شفاف نیز است که آن را به گزینه‌ای مناسب برای حسگرهای نظارت بر محیط‌زیست تبدیل می‌کند. اگر سطح دی‌اکسید نیتروژن در محیطی بیش از ۵۰ قسمت در میلیارد باشد، می‌تواند برای فرد مبتلا به آسم بسیار خطرناک باشد، اما در حال حاضر، حسگرهای گاز دی‌اکسید نیتروژن نمی‌توانند چنین غلظتی را تشخیص دهند.
No tags for this post.
