روشی ارزان و ساده برای ساخت نانوحسگر پرتو فرابنفش

به گزارش گروه علمی«خبرگزاری دانشجو»، ساخت نانوحسگرها بسیار پرهزینه و زمان‌بر است به همین دلیل کاربردهای این دستگاه‌ها به شدت محدود شده‌است، پژوهشگران آلمانی روشی ساده و ارزان برای ساخت نانوحسگر ویژه شناسایی پرتو فرابنفش ارائه کردند، در این روش با عملیات حرارتی روی میکرو و نانوساختارهای اکسید روی نانوحسگر ساخته می‌شود.

پژوهشگران دانشگاه کیل روشی ساده و ایمنی برای ساخت نانوحسگرها ارائه کردند، در این روش، نمونه داخل کوره پخته شده و نیاز به ترکیبات شیمیایی سمی و تجهیزات پیچیده و گرانقیمت ندارد. 

 

این روش برای شرکت‌های تولیدکننده حسگر که به دنبال کاهش هزینه‌های تولید هستند بسیار ایده‌آل است، محققان نتایج یافته‌های خود را در قالب مقاله‌ای درنشریه Advanced Materials به چاپ رساندند.

زمانی که صحبت از ساخت نانوحسگر می‌شود بزرگترین مشکل محققان، ارتباط دادن بخش‌های مختلف حسگر به نانوساختارها است؛ در واقع به دلیل کوچک بودن ابعاد نانوساختارها به سختی می‌توان آنها را به سیم‌ها متصل کرد.

 

تمام روش‌هایی که در حال حاضر برای ساخت نانوحسگرها استفاده می‌شوند، نظیر لایه‌نشانی از فاز بخار یا رشد جامد-مایع-گاز، دارای محدودیت‌هایی هستند، برای مثال تنها در شرایط ویژه‌ای می‌توان ساختار مورد نظر را تولید کرد. اما این شرایط ویژه نظیر استفاده از کاتالیست‌های ویژه، لزوم استفاده از زیرلایه‌ای خاص، دماهای متغیر و شرایط اتمسفری مختلف هر یک مانعی برای ایجاد نانوساختارها هستند.

 

از سوی دیگر برای پیوند زدن این نانوساختارها با تراشه اصلی و تولید نانوحسگر باید مراحل دشوار متعدد دیگری پیموده شود.

در حال حاضر شناساگرهای پرتو ماورابنفش مختلفی مبتنی برگالیم و سیلیکون در بازار وجود دارد که از حساسیت بالایی برخوردار نبوده و همچنین در محیط‌های خطرناک عملکرد خوبی ندارند، از آنجایی که تولید این حسگرها هزینه بالایی داشته و نیازمند مراحل ساخت متعددی است، بنابراین کاربرد آنها بسیار محدود است.

این گروه تحقیقاتی با استفاده از اکسید روی موفق به ساخت نانوحسگری برای شناسایی پرتو فرابنفش شدند، اکسید روی یک ماده ارزان قیمت بوده و سنتز آن ساده است، از آنجایی که فلز روی برای بدن مضر نیست و بدن انسان به مقدار محدودی از این فلز نیاز دارد، بنابراین برای استفاده در مهندسی بافت بسیار ایده‌آل است.

این گروه تحقیقاتی نانوساختارهای چهارپایه اکسید روی را به‌عنوان رابط میان الکترودهای موجود در تراشه مورد استفاده قرار دادند و از عملیات حرارتی برای پختن آنها کمک گرفتند.

 

محققان از دمیدن هوا به درون کوره برای تبدیل میکرو و نانوذرات اکسید روی به ساختارهای چهارپایه استفاده کردند، در این فرآیند از هوای محیط استفاده شده و نیاز به اتمسفر خاصی نیست.

 

کل فرآیند در حد چند ثانیه زمان نیاز دارد. نانوحسگر ساخته شده حساسیت بالایی داشته و می‌تواند در محیط‌های خشن نیز عملکرد قابل قبولی داشته باشد.