معرفی نانوحسگری که گاز سمی دی‌اکسیدنیتروژن را در غلظت‌های کم تشخیص می‌دهد

محققان دانشگاه کالیفرنیا با همکاری پژوهشگر پسادکتری ایرانی، نانوحسگری را معرفی کردند که قادر است دی‌اکسید نیتروژن را در غلظت‌هایی در حد ۵۰ ppb شناسایی کند و به گفته آنها این حسگر برای کمک به افراد مبتلا به آسم بسیار مناسب است.

به گزارش پایگاه خبری تجهیزنیوز، دی‌اکسید نیتروژن، یکی از آلاینده‌های هوا است که توسط خودروهای احتراقی و اجاق‌های گاز سوز منتشر می‌شود. این ماده بی‌بو و نامرئی است، از این رو برای تشخیص آن نیاز به حسگر ویژه‌ای است تا بتوان غلظت‌های خطرناک این گاز سمی را با دقت تشخیص دهد. اما بیشتر حسگرهای موجود مصرف انرژی بالایی دارند زیرا برای دستیابی به عملکرد مناسب معمولاً باید در دماهای بالا کار کنند.

بر این اساس توسط تیمی از محققان دانشگاه کالیفرنیا یک حسگر بسیار نازک ساخته شد که می‌تواند به این نیاز پاسخ دهد. در مقاله‌ای که این گروه تحقیقاتی در مجله Nano Letters به چاپ رساندند، جزئیاتی درباره یک حسگر دوبعدی ارائه کردند که در دمای اتاق کار می‌کند؛ بنابراین، انرژی کمتری نسبت به حسگرهای معمولی مصرف می‌کند. به گفته آنها این حسگر دو بعدی که از آلیاژ تک‌لایه دی‌سولفید رنیم نیوبیم ساخته شده، دارای ویژگی شیمیایی برتر و زمان بازیابی جالب توجهی است.

امین عزیزی، محقق پسادکتری از دانشگاه برکلی در این باره گفت: برخلاف سایر دستگاه‌های دو بعدی ساخته شده از موادی مانند گرافن، این حسگر دو بعدی به‌صورت انتخابی به مولکول‌های دی‌اکسید نیتروژن پاسخ داده و کمترین پاسخ را به سایر گازهای سمی مانند آمونیاک و فرمالدئید می‌دهد. علاوه‌بر این، این حسگر دو بعدی جدید قادر است غلظت بسیار کم دی‌اکسید نیتروژن در حد ۵۰ قسمت در میلیارد را تشخیص دهد.

هنگامی که یک حسگر مبتنی بر دی‌سولفید مولیبدن یا نانولوله‌های کربنی اقدام به تشخیص دی‌اکسید نیتروژن می‌کنند، بازگشت آن به حالت اولیه در دمای اتاق ممکن است ساعت‌ها طول بکشد. عزیزی می‌گوید: «اما حسگر ما فقط چند دقیقه طول می‌کشد.»

به نقل از ستاد نانو، این حسگر نه‌تنها بسیار باریک است، بلکه انعطاف‌پذیر و شفاف نیز است که آن را به گزینه‌ای مناسب برای حسگرهای نظارت بر محیط‌زیست تبدیل می‌کند. اگر سطح دی‌اکسید نیتروژن در محیطی بیش از ۵۰ قسمت در میلیارد باشد، این موضوع می‌تواند برای فرد مبتلا به آسم بسیار خطرناک باشد، اما در حال حاضر، حسگرهای گاز دی‌اکسید نیتروژن نمی‌توانند چنین غلظتی را تشخیص دهند. به گفته عزیزی، حسگر آن‌ها اگر در تلفن‌های هوشمند یا سایر وسایل الکترونیکی پوشیدنی قرار گیرد، می‌تواند این خلا را پر کند.