نانو حسگر شیمیایی (nano chemical sensor) بر پایه دکترای نانو الکترونیک
نویسنده و پژوهشگر: دکتر ( افشین رشید)
نکته : نانو حسگر شیمیایی یک دریافت گر حسی است که محرک های شیمیایی خاصی را در محیط تشخیص میدهد.استفاده از حسگرهای شیمیایی یکی ازپیشرفته ترین روشها در شیمی تجزیه محسوب میشود که اندازه گیری کمی گونه های مختلف را به صورت آنی ممکن میسازد.
فناوری الکترونیکی و نوری موجود، کاربرد این ابزارها را گسترده تر کرده است. نانوحسگرهای شیمیایی گازی برای مثال شامل مجموعهای از نانو لوله های تک دیواره هستند که میتوانند مواد شیمیایی مانند دی اکسید نیتروژن و آمونیاک را آشکار کنند. آنها میتوانند در دمای اتاق غلظتهای بسیار کوچکی از مولکولهای گازی را با حساسیت بسیار بالا آشکارسازی کنند. هدایت الکتریکی یک نانولوله نیمه هادی تک دیواره که در مجاور ppm011 از دی اکسید نیتروژن قرار داده میشود، میتواند در مدت چند ثانیه تا سه برابر افزایش یابد و به ازای اضافه کردن فقط 0% آمونیاک هدایت دو برابر خواهد شد. حسگرهای تهیه شده از نانولوله های تک دیواره دارای حساسیت بالایی بوده و در دمای اتاق هم زمان واکنش سریعی دارند. این خصوصیات نتایج مهمی در کاربردهای تشخیصی دارند.در طراحی یک حسگر شیمیایی دانشمندان علوم مختلف مانند بیوشیمی، بیولوژی، الکترونیک، شاخه های مختلف شیمی و فیزیک حضور دارند.
قسمت اصلی یک حسگر شیمیایی یا زیستی عنصر حسگر آن است. عنصرحسگر 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 نتیجه ی پیوند شدن عنصر حسگر با گونه ی مورد نظر تولید شده را به یک سیگنال خروجی قابل اندازه گیری تبدیل میکند. همچنین قابل ذکر است که عملکرد ساختاری نانو حسگرهای شیمیایی Chemical را بر اساس مبدل به کار رفته برای تبدیل تغییر شیمیایی به یک سیگنال قابل پردازش، میباشد و به چهار دسته تقسیم بندی میکنند:
حسگرهای گرمایی، حسگرهای جرمی، حسگرهای الکتروشیمیایی )پتانسیومتری، آمپرومتری، هدایت-سنجی( و حسگرهای نوری) میباشد.
شـاید عینـی تـرین مثـال از یـک حسـگر شیمیایی بینی انسان باشد که در آن فرآیند تشخیص بـو و بـه دنبال آن تولید و تقویت سیگنال الکتریکـی (عصـبی ) انجـام میشود. زمینــه هــای کــاربردی ویــژه و مختلفــی بــرای اســتفاده از حسگرهای شیمیایی وجود دارد، در شیمی کلینیکی عمـومی حسگرها در موارد متعددی برای کنترل دیابت به کار برده شده اند انواع مختلفی از حسگرهای شیمیایی بـرای آشکارسـازی و انـدازهگیـری گازهــایی مثـل اکسـیژن و (دی اکسید کربن ) و گروهی از گازهـای دیگـر بـه کار برده شده اند.
در اندازه گیریهای زیسـت محیطـی بـرای تعیین آلایندههای مختلف فلزی و غیرفلزی حسگرهای شیمیایی به میزان زیادی به کار برده شده اند. از مـوارد دیگـر این کاربردهای، نانو سنسورهای شیمیایی میتوان کنترل فرآینـد را در صـنایع غـذایی و تخمیر نـام بـرد روش سـاخت و اهمیـت نانوحسـگر و ســاختار آن در روی فــیلم ســل- ژلــی و چگــونگی تغییــر شیمیایی بر بســتر فـوق و کـاربرد آنهـا و همــچنین سیــستم طراحی شده برای اندازه گیری با آشکارساز اسپکتروفتومتری و اثــر متغیرهــای متفــاوت غلظتــی و دســتگاهی به کار برده میشود.
نویسنده و پژوهشگر: دکتر ( افشین رشید)