اساس شکل گیری و ساخت و انواع (نانو سنسورها) بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک (دکترای آموزشی)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته : در طراحی یک نانو حسگر علوم مختلف مانند بیوشیمی، بیولوژی، الکترونیک، شاخه های مختلف شیمی و فیزیک حضوردارند. قسمت اصلی یک حسگر شیمیایی یا زیستی عنصر حسگر آن است. عنصر حسگر در تماس با یک آشکار ساز است. این عنصر مسئول شناسایی و پیوند شدن با گونه ی مورد نظر در یک نمونه ی پیچیده است.
سپس آشکارساز سیگنالهای شیمیایی را که در نتیجه ی پیوند شدن عنصرحسگر با گونه ی مورد نظر تولید شده است را به یک سیگنال خروجی قابل اندازه گیری تبدیل میکند. حسگرهای زیستی بر اجزای بیولوژیکی نظیر آنتی بادیها تکیه دارند. آنزیمها، گیرنده ها یا کل سلولها میتوانند به عنوان عنصر حسگر مورد استفاده قرار گیرند.
انواع نانو حسگرها (نانو سنسورها)
نانوحسگرها به گونه های مختلفی دسته بندی میشوند. یکی از این دسته بندی ها بر اساس شکل نانوذرات و کاربرد آنها به شکل زیر است:
الف - مواد نانوساختار: مانند سیلیکونِ متخلخل، نانوحسگرهای ساخته شده از این مواد به منظور شناساییِ واکنشهای شیمیایی و زیستی به کار گرفته میشوند.
ب - نانوذرات: مانند مواد کرویِ نانومقیاس که به عنوان گیرندههای نوری ـ زیستی، نوری ـ شیمیایی و حسگرهای تصویریِ فضایی کاربرد دارند. مانند ذرات نانوسیلیکون که به عنوان حسگرهای زیستی استفاده میشوند. همچنین میتوان نانوحسگرها را براساس نوع ساختارشان به سه دستهی نقاط کوانتومی، نانولوله های کربنی و نانوابزارها تقسیم بندی کرد.
کاربرد مدرن نانو حسگر ها (نانو بیو سنسور ها) در بهبود صنایع غذایی و کشاورزی
با استفاده از این حسگرها (نانو بیو سنسورها) شناسایی مقادیر بسیار کم آلودگی شیمیایی یا ویروس و باکتری در سامانه ی کشاورزی و غذایی ممکن است. تحقیقات در زمینه ی نانو ابزارها جزء پژوهشهای علمی به روز دنیا است.
با ورود علوم و فناوری نانو و فراهم شدن امکان ساخت الکترودهایی در مقیاس بسیار کوچک، ساخت حسگرهای نانومتری نیز میسر شد. این حسگرها به لحاظ دارا بودن سایز نانومتری و کاربردشان در محیطهای زیستی، نانوبیوسنسور )نانوحسگر زیستی( نامگذاری شدند. نانوحسگرهای زیستی الکترودهای بسیار کوچکی در اندازهی نانومتری و ابعاد سلولی هستند که از طریق تثبیت آنزیمهای خاصی روی سطح آنها، نسبت به تشخیص گونه های شیمیایی یا بیولوژیک مورد نظر در سلولها حساس شده اند. از این حسگرها برای آشکارسازی و تعیین مقدار گونه ها در سیستمهای بیولوژیک استفاده میشود. این تکنیک، روش بسیار مفیدی در تشخیص عبور بعضی مولکولها از دیواره یا غشای سلولی است.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)