بهبود خواص الکتریکی در نانو لوله های کربنی چند جداره MwCNT متشکل از لایه های گرافن (بر پایه دکترای نانو _ میکرو الکترونیک) (دکترای آموزشی _ پژوهشی)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته: نانو لوله های کربنی چند جداره متشکل از لایه های گرافن تو در تو بوده و دارای قطری در حدود 233 نانو متر میباشند. طول این نانو لوله می تواند از چند نانو متر تا چند میکرومتر متغیر باشد. سطوح شیمیایی قابل اصلاح، سطح زیاد، خواص فیزیکی منحصر به فرد و طول موزون موجب شده تا Mwcnts انتخابی ایده آل جهت کاربرد های توسعه سنسور های نانو الکتروشیمیایی باشند.
معمولا برای بهبود خواص الکتریکی در برخی مواد همچون (الکترودهای شیشه ای کربن ) GCE ، الکترود خمیری کربن، الکترودهای گرافیتی و یا الکترودهای گرافن میتوان نانوتیوب ها را به توده ی آنها اضافه کرد. به طور کلی، مشاهده شده است که اضافه کردن نانو ذرات، به داخل ساختار الکترود ها منجر به بهبود خواص الکتروشیمیایی، حساسیت بالاتر و محدودیت های تشخیصی کمتر میگردد. به علاوه، در روشهای تشخیص نانو الکترو شیمیایی، استفاده از نانو ساختارها به طور کلی باعث بهبود انتقال بار در سطح الکترود میشود.
نانو تیوب های کربن به دو دسته ی نانو تیوب های کربنی تک جداره (swCNTs ) و نانو تیوب های (کربنی چند جداره (mwCNTs ) کلی تقسیم میشوند امروزه میتوان سیستم عامل های سنسوری را بر پایه ی CNT در مقیاس بزرگ و با استفاده از تکنیکهای ساخت میکرو و مونو لایه تولید کرد.نانو مواد کربنی دارای مزایای منحصر به فردی میباشند از جمله نسبت سطح به حج بالا، هدایت الکتریکی بالا، پایداری شیمیایی، زیست سازگاری و مقاومت مکانیکی قوی. بنابراین، اغلب به عنوان اِلمان های حسی مورد استفاده قرار میگیرند. به طور کلی سنسورهای بر پایه ی نانو مواد کربن دارای حساسیت بالاتر و محدودیت های تشخیصی کمتری نسبت به همتایان خود می باشند. مورفولوژی نانومواد کربنی یک عامل دیگر در طراحی نانوحسگرهای الکتروشیمیایی است که منجر به افزایش قابلیتهای آنها و پایداری در عملکرد و بهبود روند انتقال الکترون میگردد. بیوسنسور های بر پایه نانو تیوب های کربنی ابزاری کارآمد و به جهت تشخیص مولکولهای زیستی در داخل بدن و محیط های آزمایشگاهی میباشند. در واقع نانو الیاف کربنی به دلیل ویژگی های مطلوب، ماتریس زیست سازگاری را جهت ساخت بیوسنسورها فراهم میکنند.
نتیجه گیری
گرافن، به عنوان یک ماده دو بعدی، به دلیل خواص منحصر به فرد فیزیکی خود جایگاه ویژه ای را در نانو الکترونیک به خود اختصاص داده است. نانو لوله های کربنی تک جداره، متشکل از لایه های گرافن به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی عالی هدایت الکتریکی بالا واندازه کوچک قادرند تا در طیف گسترده ای از کاربردهای نانو الکترونیک مورد استفاده قرار گیرند. wCNTs دارای توانایی بالایی در بهبود واکنش انتقال الکترون میباشند. این قابلیت به علاوه باعث بهبود نسبت سیگنال به نویز و در نهایت منجر به حساس شدن فوق العاده سنسورهای نانو الکترو شیمیایی برای تشخیص آنالیتهای شیمیایی و بیولوژیکی میگردد.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )