محققان دانشگاه شیراز در همکاری مشترکی با پژوهشگران کره جنوبی، موفق به تولید نانوکامپوزیت هایی در مقیاس آزمایشگاهی شده اند که می تواند در ساخت حسگرهایی با قابلیت تشخیص سریع گازهای سمی و آلاینده های گازی نظیر مونوکسید کربن به کار رود. به گزارش سرویس فناوری ایسنا، گاز مونوکسید کربن، گازی بدون رنگ، بو و مزه است و در غلظت های بالا به راحتی می تواند موجب مرگ انسان شود به همین سبب به قاتل خاموش معروف است. سالانه نشت این گاز در منازل مسکونی موجب مرگ انسان های زیادی در سرتاسر جهان می شود. همچنین انتشار این گاز و سایر آلاینده های محیطی، منجر به آلودگی روزافزون محیط زیست شده که به شکل مستقیم سلامت انسان ها و سایر موجودات را تحت تأثیر قرار می دهد. از این رو، تشخیص سریع میزان گاز مونوکسید کربن و سایر گازهای سمی در محیط از اهمیت بالایی برخوردار است. به گفته مهندس علی میرزایی محقق طرح، هدف از این تحقیق، طراحی یک حسگر گازی با استفاده از نانوکامپوزیت ها جهت تشخیص سریع گاز مونوکسید کربن در دمای پایین بوده است. برای این منظور، نمونه هایی از یک نانوکامپوزیت ساخته شده و عملکرد آن در تعیین و اندازه گیری میزان گاز مونوکسید کربن در محیط مورد ارزیابی قرار گرفته است. وی پیرامون مزایای حسگرهای تولیدی با این نانوکامپوزیت نسبت به کامپوزیت های رایج عنوان کرد: «از عوامل مهم در طراحی یک حسگر مناسب تشخیص میزان مونوکسید کربن و سایر آلاینده های گازی موجود، قابلیت عملکرد آن در دمای پایین و مدت زمان کوتاه در شناسایی گاز است. حسگر تولید شده در این پژوهش، علاوه بر حساسیت بالا نسبت به گاز مونواکسید کربن در دمای پایین و در مدت زمان بسیار کوتاه، روش ساخت بسیار ساده ای نیز دارد. لذا در مقایسه با سایر حسگرهای تشخیصی موجود حساس تر بوده و بازده بالاتری دارد. از طرفی روش ساخت آن مقرون به صرفه است و پیچیدگی چندانی ندارد.» میرزایی با اشاره به نحوه عملکرد نانوکامپوزیت های تولیدی در حسگرهای مذکور افزود: «مکانیزم تشخیص گاز در حسگرهای اکسید فلزی بر اساس تغییر مقاومت آن ها در حضور گاز است. در واقع پس از جذب گاز بر روی سطح ذرات اکسید فلزی، مقاومت آن ها تغییر می کند که از این خاصیت می توان برای تشخیص نوع و غلظت گاز استفاده کرد. نانوذرات به علت سطح ویژه بسیار بالاتری که نسبت به اکسیدهای فلزی معمولی دارند، از قابلیت جذب گاز بیشتری بر روی سطح خود برخوردارند. این امر منجر به حساسیت بیشتر نانو مواد نسبت به دیگر مواد در برابر گاز مونوکسید کربن می شود. همچنین استفاده از نانوکامپوزیت به دلیل خواص تقویتی آن در مقایسه با ترکیبات رایج، منجر به تشخیص بهتر گاز می شود.» لازم به توضیح است که در این پژوهش جهت ساخت حسگر، نانوذرات In4Sn3O12 و نانوکامپوزیت های In4Sn3O12-TeO2 به روش هیدروترمال سنتز شدند. مشخصه یابی ساختاری و شیمیایی این نمونه ها توسط روش های مختلف پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ های الکترونی عبوری (TEM)، الکترونی روبشی (SEM)، الکترونی عبوری تونل زنی (STEM) و EDX صورت گرفته است. در نهایت پاسخ گازی حسگرهای متشکل از این نانوکامپوزیت نسبت به گازهای مختلف در دما و غلظت های مختلف بررسی شده است. مهندس علی میرزایی- دانشجوی دکترای مهندسی مواد دانشگاه شیراز- و محققانی از دانشگاه Inha کشور کره جنوبی در انجام این طرح همکاری داشته اند. نتایج این کار در مجله Journal of Hazardous Materials (جلد 305، سال 2016، صفحات 130 تا 138) به چاپ رسیده است. انتهای پیام