ساخت حسگر‌های الکتروشیمیایی مبتنی بر حباب‌های نازک برای شناسایی مواد خطرناک

محققان دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان با همکاری همتایان خود در دانشگاه‌های مک‌مستر و گوتنبرگ نشان دادند که استفاده از یک دیوار حباب فوق‌نازک می‌تواند به‌عنوان یک محیط الکتروشیمیایی نوآورانه برای شناسایی یون‌های نیتریت و رسوب‌دهی فلزات در مقیاس میکروسکپی عمل کند.

کد خبر: ۱۳۷۱۳۲۴

سه‌شنبه - ۲۸ بهمن ۱۴۰۴ / February 17, 2026

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، این روش جدید، با توانایی شناسایی نیتریت‌ها به‌طور سریع و دقیق، می‌تواند در تحقیقات جنایی و همچنین کاربردهای عملی مختلف در محیط‌های میکروسکوپی و در محل مورد استفاده قرار گیرد.

پژوهشگران دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، دانشگاه مک‌مستر و دانشگاه گوتنبرگ به‌تازگی رویکردی نوین در علم الکتروشیمی ایجاد کرده‌اند که امکان شناسایی یون‌های نیتریت و رسوب‌دهی لایه‌های فلزی در مقیاس میکروسکوپی را از طریق استفاده از یک دیوار حباب فوق‌نازک (با ضخامت ۲۷ میکرومتر) فراهم می‌کند.

این رویکرد با استفاده از دیوار حبابی به‌عنوان یک محیط الکتروشیمیایی، گامی پیشرفته در تحلیل‌های میکروالکتروشیمیایی است که در زمینه‌های مختلف، به‌ویژه در تحقیقات جنایی و تشخیص مواد، می‌تواند کاربردهای بسیاری داشته باشد.

در سال‌های اخیر، شناسایی سریع و دقیق مواد شیمیایی در مقیاس‌های میکروسکپی برای تحقیقات جنایی و امنیتی، به‌ویژه شناسایی آثار مواد انفجاری یا مواد مخدر در صحنه‌های جرم، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار شده است. یکی از مسائل مهم در این زمینه، استفاده از حسگرهای الکتروشیمیایی دقیق و سریع است.

در این تحقیق، پژوهشگران با استفاده از یک دیوار حباب فوق‌نازک به‌عنوان یک میکروراکتور الکتروشیمیایی نوآورانه، برای شناسایی یون‌های نیتریت و همچنین رسوب‌دهی لایه‌های فلزی در مقیاس میکروسکپی، یک روش جدید و مؤثر معرفی کرده‌اند.

در این پژوهش، از یک الکترود میکروکربنی (با قطر ۱۰ میکرومتر) به‌عنوان الکترود کاری استفاده شده که از طریق دیوار حباب به‌عنوان رابط محلول وارد عمل می‌شود. در ابتدا، پتانسیل این روش برای رسوب‌دهی الکترولیتی فیلم‌های فلزی نقره (Ag) و پالادیوم (Pd) در داخل حباب بررسی شد.

نتایج آزمایش‌ها نشان داد که ضخامت حباب به‌طور قابل توجهی منطقه رسوب‌دهی الکتروشیمیایی را محدود می‌کند. در این تحقیق، رسوب‌دهی بدون استفاده از الگو (Template-free) به‌صورت میکروسکوپی انجام شد که این خود نوآوری جدیدی در زمینه الکتروشیمی محسوب می‌شود.

در مرحله بعدی، شناسایی مقادیر کم یون‌های نیتریت (NO۲–) در داخل حباب و حتی روی دست پوشیده از فوم، بین انگشتان، انجام شد. این روش توانایی شناسایی مقادیر پایین نیتریت را با حد تشخیص ۲۸ میکرومولار دارد.

این قابلیت در تحقیقات جنایی و در زمینه بررسی آثار گلوله‌ها و تشخیص احتمالی شواهد جرم، می‌تواند کمک زیادی کند. در مقایسه با روش‌های رایج، این روش سریع، ساده، مقرون‌به‌صرفه و مناسب برای استفاده در محل است و نیازی به آماده‌سازی نمونه ندارد.

این روش جدید به‌طور خاص برای شناسایی یون‌های نیتریت و رسوب‌دهی فلزات در مقیاس میکروسکپی طراحی شده است. دیوار حباب که به‌عنوان محیط الکتروشیمیایی عمل می‌کند، دارای ضخامت مشخصی (حدود ۲۷ میکرومتر) است و نتایج به‌دست‌آمده نشان‌دهنده ثبات و حجم خاص این دیوار حباب است که بر اساس آن، واکنش‌های الکتروشیمیایی انجام می‌شوند.

این روش توانسته است فیلم‌های فلزی را در منطقه‌ای میکروسکوپی بدون نیاز به الگو (Template) رسوب دهد و کاربردهای جدیدی در زمینه‌های مختلف پیدا کند.

این تحقیق به‌ویژه برای کاربردهای فوری و در محل مانند شناسایی آثار مواد انفجاری، مواد مخدر و گازهای سمی بسیار کاربردی است. این روش می‌تواند به‌عنوان یک نقطه شروع در گشایش فرصت‌های جدید در علم الکتروشیمی، و در پژوهش‌های آینده در زمینه‌های مختلف مانند حسگرهای الکتروشیمیایی و محیط‌های حبابی برای تحقیقات دقیق‌تر، مورد استفاده قرار گیرد.

در این مطالعه، روش الکتروشیمیایی مبتنی بر دیوار حباب به‌عنوان یک میکروراکتور الکتروشیمیایی معرفی شده که می‌تواند برای شناسایی یون‌های نیتریت و رسوب‌دهی مواد فلزی در مقیاس میکروسکپی به‌کار گرفته شود.

این روش نه‌تنها در تحقیقات جنایی کاربرد دارد، بلکه می‌تواند در سایر زمینه‌های حساس به آنالیز دقیق مواد شیمیایی، از جمله تشخیص مواد منفجره و داروهای غیرمجاز، مفید واقع شود. این دستاورد نه‌تنها در علم الکتروشیمی، بلکه در توسعه حسگرهای الکتروشیمیایی دقیق و سریع در محل، نقش بسزایی خواهد داشت.