پژوهشگران دانشگاه تربيت مدرس و دانشگاه آزاد اسلامي با مدل‌سازي کامپيوتري نشان دادند که مي‌توان از نانولوله‌هاي نيتريد آلومينيوم براي شناسايي گاز سمي و سرطان‌زاي فرمالدهيد استفاده کرد.
امروزه فرمالدهيد يکي از مواد پرکاربرد و در عين حال سرطان‌زا در صنعت جهان است. شناسايي اين ماده به علت فراريت و احتمال نشت در صنايع مختلف از اهميت بالايي برخوردار است. نانولوله‌هاي کربني يکي از موادي است که به عنوان حسگر گازي استفاده مي‌شود؛ اما مسائلي از قبيل دشواري جداسازي نانولوله‌هاي کربني نيمه‌رسانا و رسانا از يکديگر و همچنين واکنش پذيري پايين آنها نسبت به گاز فرمالدهيد، کاربرد آنها را با مشکل مواجه كره است. برخلاف نيتريد آلومينيوم توده‌اي که تا حدودي نارسانا است، ساختار نانولوله‌اي نيتريد آلومينيوم، خاصيت نيمه‌رسانا دارد و از اين حيث مورد توجه محققان قرار گرفته است.
علي احمدي پيغان، دانشجوي دکتراي شيمي - فيزيک دانشگاه تربيت مدرس به سرپرستي دکتر ناصر هاديپور و با همکاري دکتر ضرغام باقري از دانشگاه آزاد واحد اسلامشهر و محمد کامفيروزي از دانشگاه آزاد اسلامي واحد شيراز با استفاده از محاسبات مکانيک کوانتومي نشان دادند که برخلاف نانولوله‌هاي کربني، نانولوله‌هاي نيتريد آلومينيوم مي‌توانند در شناسايي گاز سمي فرمالدهيد مورد استفاده قرار گيرند.
احمدي درباره مراحل انجام اين تحقيق افزود: ابتدا جذب گاز با جهت‌گيري‌هاي مختلف بر روي نانولوله‌ها انجام گرفت، سپس تأثير جذب بر روي خواص الکترونيکي نانولوله‌ها مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد که جذب فرمالدهيد بر روي نانولوله‌هاي نيتريد آلومينيوم، رسانايي الکتريکي آنها را افزايش مي‌دهد؛ بنابراين اگر نانولوله در يک مدار الکتريکي قرار گيرد، به محض جذب گاز فرمالدهيد بر روي آن مي‌تواند سيگنال الکتريکي توليد کند که از طريق آن مي‌توان به حضور گاز پي برد.
نتايج اين کار تحقيقاتي نشان مي‌دهد که به محض جذب گاز فرمالدهيد بر روي نانولوله‌هاي نيتريد آلومينيوم، انتقال بار منجر به کاهش گاف انرژي و افزايش رسانايي نانولوله مي‌شود. اين خاصيت برتر نانولوله نيتريد آلومينيوم در کنار زمان سريع پاسخ به گاز، حساسيت و عملکرد انتخابي بالا، کاربرد بدون نياز به مهندسي ساختار و بازيافت مناسب مي‌تواند زمينه‌ساز ساخت حسگر‌هاي فرمالدهيد باشد که در صورت سنتز اين نانولوله‌ها مي‌توان از آنها براي ساخت اين نوع حسگرها استفاده كرد.
بر اساس اين گزارش، اين کار تحقيقاتي که در راستاي رساله دکتري احمدي صورت گرفته است، در حال پيگيري در زمينه افزايش حساسيت اين نانولوله‌ها است.
نتايج اين تحقيقات در مجله «Sensors and Actuators B: Chemical» (شماره 1، جلد 161، 3 ژانويه سال 2012) منتشر شده است.
301301
نظر شما