ساختار و ساختمان و خصوصیات نانو حسگر ها (Nano Sensor) بازگشایی بر پایه دکترای نانو الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته : در ساختار نانو حسگرها با استفاده از فناوری نانو الکترونیک بهبود قابل توجهی تا کنون حاصل شده است. به گونه ای که حسگرهای دقیقتر، کوچکتر و با حساسیت بالا تحت عنوان نانوحسگرهای هوشمند به دست آمده است.
نانو حسگرها در واقع گستره حرکت این حسگرها در ابعاد نانومتری است. به همین دلیل از دقت و واکنش پذیری بسیار بالایی بهره مند هستند.
در طراحی یک نانو حسگر Nano sensor علوم مختلف مانند بیوشیمی، بیولوژی، الکترونیک، شاخه های مختلف شیمی و فیزیک حضوردارند. قسمت اصلی یک حسگر شیمیایی یا زیستی عنصر نانو حسگر آن است. عنصر نانو حسگر در تماس با یک آشکارساز 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 نتیجهی پیوند شدن عنصر نانو حسگر با گونه ی مورد نظر تولید شده است را به یک سیگنال خروجی قابل اندازه گیری تبدیل میکند. نانو حسگرهای زیستی بر اجزای بیولوژیکی نظیر آنتی بادی ها تکیه دارند. آنزیم ها، گیرنده ها یا کل سلولها میتوانند به عنوان عنصر حسگر مورد استفاده قرار گیرند.
ساختار و خصوصیات (نانو حسگر ها) Nano sensor
نیاز به ساخت حسگرهای دقیقتر، کوچکتر و دارای قابلیتهای بیشتر احساس شد. امروزه از حسگرهایی با حساسیت بالا استفاده میشود به طوریکه در برابر مقادیر ناچیزی از گاز، گرما و یا تشعشع حساساند. بالا بردن درجه ی حساسیت، بهره و دقت این حسگرها به کشف مواد و ابزارهای جدید نیاز دارد. نانوحسگرها، حسگرهایی در ابعاد نانومتری هستند که به خاطرکوچکی و نانومتری بودن ابعادشان از دقت و واکنش پذیری بسیار بالای برخوردارند، به طوریکه حتی نسبت به حضور چند اتم از یک گاز هم عکسالعمل نشان میدهند.
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 میشود.
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 دسته ی نقاط کوانتومی، نانولوله های کربنی و نانو ابزارها تقسیم بندی کرد.
خصوصیات نانو سنسورها :
یک حسگر ایده آل باید خصوصیات زیر را داشته باشد:
1 . سیگنال خروجی باید متناسب با نوع و میزان گونه ی هدف باشد.
2 . بسیار اختصاصی نسبت به گونه مورد نظر عمل کند.
3 . قدرت تفکیک و گزینش پذیری بالایی داشته باشد.
4. تکرار پذیری و صحت بالایی داشته باشد.
5 . سرعت پاسخ دهی بالایی داشته باشد (در حد میلی ثانیه)
6 . عدم پاسخ دهی به عوامل مزاحم محیطی مانند دما، قدرت یونی محیط و .....
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )