ساخت حسگرهایی با استفاده از نانوذرات نقره
قیمت مناسب، سرعت تشخیص بالا و آلودگی کمتر از ویژگی‌های برتر این حسگرها در مقایسه با نمونه‌های رایج است. این حسگرها در مراکز تصفیه آب، بیمارستان‌ها و منازل کاربرد دارد.
یکی از بزرگ‌ترین دغدغه‌های فعلی بشر، شیوع انواع سرطان است که سالانه منجر به مرگ میلیون‌ها نفر در سرتاسر جهان می‌گردد. ازاین‌رو تحقیقات گسترده‌ای پیرامون شناسایی عوامل ایجادکننده و نحوه‌ی درمان این بیماری مهلک صورت می‌گیرد. یون‌های نیترات موجود در آب، یکی از عوامل بالقوه‌ی ایجاد سرطان و بیماری‌های مختلف است که به علت حلالیت بالا در آب، می‌توانند موجب آلودگی آب شود. چنانچه مقدار این یون در بدن انسان بیش‌ازحد معینی باشد، می‌تواند یکی از علل سرطان مثانه و سرطان معده گردد. بنابراین اطمینان از عدم آلودگی آب و غذای مصرفی به این یون خطرناک از اهمیت بالایی برخوردار است.
به گفته مهندس بنیانی، محقق طرح، هدف از این تحقیق، طراحی حسگری مناسب با استفاده از نانوذرات نقره، جهت تشخیص سریع یون‌های نیترات موجود در آب بوده است. برای این منظور نمونه‌هایی از یک نانوکامپوزیت طراحی‌شده و عملکرد آن در تعیین و اندازه‌گیری میزان یون‌های نقره موجود در آب مورد ارزیابی قرار گرفته است.
وی با بیان اهمیت بهبود عملکرد حسگرها در شناسایی یون‌های نیترات موجود در آب گفت: «غلظت بسیار پایین یون‌های نیترات موجود در آب‌های مصرفی معمولاً به‌اندازه‌ای نیست که بتوان به‌راحتی آن‌ها را به‌طور مستقیم مورد آنالیز قرار داد. همچنین در شناسایی این ترکیبات، حسگر مورد استفاده باید از انتخاب پذیری بالایی برخوردار باشد. این بدان معنی است که حسگر مورد استفاده باید فقط به یون‌های نیترات حساسیت نشان داده و نسبت به حضور سایر گونه‌های تداخلگر همچون یون‌های کلر، کلسیم، پتاسیم و سدیم موجود در آب، پاسخ قابل‌توجهی نشان ندهد. ازاین‌رو امروزه بسیاری از حسگرهای موجود به دلیل قابلیت انتخاب پذیری ضعیف، قابل استفاده نیستند. »
طبق نتایج آزمایش‌های صورت گرفته به کمک حسگرهای نانوکامپوزیتی طراحی شده توسط این محققان، سرعت تشخیص گونه‌های نیترات موجود در آب، به دلیل افزایش سطح ویژه‌ی ناشی از حضور نانوذرات نقره بهبود یافته است. این بدان معنی است که میزان بازده این حسگرها بیشتر بوده و سبب کاهش هزینه‌ی فرایند در مقایسه با حسگرهای الکتروشیمیایی رایج می‌شود.
بنیانی با اشاره به نحوه‌ی ساخت و عملکرد حسگرهای حاضر، افزود: « به‌منظور ساخت نانوحسگرها، در ابتدا نانوذرات نقره در داخل پلی متاکریلیک اسید که پلی اسیدی بسیار ارزان و زیست سازگار است، قرار داده شد و با استفاده از نور UV نانوکامپوزیت های AgNPs/PMA تشکیل گردید. نتایج حاصل از آزمون ولتامتری سیکلی نشان داد که عملکرد الکترودهای اصلاح‌شده توسط نانوذرات نقره به میزان نقره‌ی موجود در آن‌ها بستگی دارد. آزمون‌های عملکردی نشان می‌دهد که تشکیل ساختارهای دندریتی نقره بر روی سطح الکترود، باعث تشخیص بهتر یون‌های نیترات، نسبت به نانوذرات آگلومره می‌شود. این امر ناشی از مکان‌های بهتر و بیشتر بر روی ساختارهای دندریتی بوده که در نتیجه‌ی پراکندگی مناسب نانوذرات نقره در زمینه‌ی پلیمری به دست آمده بود.»
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،این پژوهش حاصل همکاری خانم مریم بنیانی – دانش‌آموخته‌ی مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد دانشگاه شیراز – آقای علی میرزایی از فارغ‌التحصیلان همین دانشگاه و پژوهشگرانی از دانشگاه مسینای کشور ایتالیا است. نتایج این کار در مجله‌ی Measurement (جلد 84، سال 2016، صفحات 83 تا 90) به چاپ رسیده است.
No tags for this post.به گفته مهندس بنیانی، محقق طرح، هدف از این تحقیق، طراحی حسگری مناسب با استفاده از نانوذرات نقره، جهت تشخیص سریع یون‌های نیترات موجود در آب بوده است. برای این منظور نمونه‌هایی از یک نانوکامپوزیت طراحی‌شده و عملکرد آن در تعیین و اندازه‌گیری میزان یون‌های نقره موجود در آب مورد ارزیابی قرار گرفته است.
وی با بیان اهمیت بهبود عملکرد حسگرها در شناسایی یون‌های نیترات موجود در آب گفت: «غلظت بسیار پایین یون‌های نیترات موجود در آب‌های مصرفی معمولاً به‌اندازه‌ای نیست که بتوان به‌راحتی آن‌ها را به‌طور مستقیم مورد آنالیز قرار داد. همچنین در شناسایی این ترکیبات، حسگر مورد استفاده باید از انتخاب پذیری بالایی برخوردار باشد. این بدان معنی است که حسگر مورد استفاده باید فقط به یون‌های نیترات حساسیت نشان داده و نسبت به حضور سایر گونه‌های تداخلگر همچون یون‌های کلر، کلسیم، پتاسیم و سدیم موجود در آب، پاسخ قابل‌توجهی نشان ندهد. ازاین‌رو امروزه بسیاری از حسگرهای موجود به دلیل قابلیت انتخاب پذیری ضعیف، قابل استفاده نیستند. »
طبق نتایج آزمایش‌های صورت گرفته به کمک حسگرهای نانوکامپوزیتی طراحی شده توسط این محققان، سرعت تشخیص گونه‌های نیترات موجود در آب، به دلیل افزایش سطح ویژه‌ی ناشی از حضور نانوذرات نقره بهبود یافته است. این بدان معنی است که میزان بازده این حسگرها بیشتر بوده و سبب کاهش هزینه‌ی فرایند در مقایسه با حسگرهای الکتروشیمیایی رایج می‌شود.
بنیانی با اشاره به نحوه‌ی ساخت و عملکرد حسگرهای حاضر، افزود: « به‌منظور ساخت نانوحسگرها، در ابتدا نانوذرات نقره در داخل پلی متاکریلیک اسید که پلی اسیدی بسیار ارزان و زیست سازگار است، قرار داده شد و با استفاده از نور UV نانوکامپوزیت های AgNPs/PMA تشکیل گردید. نتایج حاصل از آزمون ولتامتری سیکلی نشان داد که عملکرد الکترودهای اصلاح‌شده توسط نانوذرات نقره به میزان نقره‌ی موجود در آن‌ها بستگی دارد. آزمون‌های عملکردی نشان می‌دهد که تشکیل ساختارهای دندریتی نقره بر روی سطح الکترود، باعث تشخیص بهتر یون‌های نیترات، نسبت به نانوذرات آگلومره می‌شود. این امر ناشی از مکان‌های بهتر و بیشتر بر روی ساختارهای دندریتی بوده که در نتیجه‌ی پراکندگی مناسب نانوذرات نقره در زمینه‌ی پلیمری به دست آمده بود.»
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،این پژوهش حاصل همکاری خانم مریم بنیانی – دانش‌آموخته‌ی مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی مواد دانشگاه شیراز – آقای علی میرزایی از فارغ‌التحصیلان همین دانشگاه و پژوهشگرانی از دانشگاه مسینای کشور ایتالیا است. نتایج این کار در مجله‌ی Measurement (جلد 84، سال 2016، صفحات 83 تا 90) به چاپ رسیده است.
