ساخت نانوحسگر گازی با مصرف انرژی پایین

به گزارش گروه علم و فناوری آنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، محققان دپارتمان فیزیک دانشگاه ایالتی مسکو سازوکار جدیدی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان حسگر گازی مبتنی بر نانوبلورهای اکسید فلزی تولید کرد تا در دمای اتاق کار کند. با استفاده از این اختراع می‌توان ابزاری برای رصد محیط‌‌ زیست، نیروگاه‌های هسته‌ای، زیردریایی و فضاپیماها تولید کرد.

پژوهشگران یک اصل بنیادین جدید برای عملکرد حسگرهای هیدروژن ارائه کردند که برخلاف شناساگرهای گازی رایج، به گرما نیاز ندارد و تنها با نور مرئی کار می‌کند. این کشف محققان تاثیر شگرفی روی کاهش مصرف انرژی حسگرها دارد.

الکساندر لیین از محققان این پروژه می‌گوید: «چنین حسگرهایی می‌توانند در محیط‌های انفجاری استفاده شده یا روی ابزار همراه قرار داده شوند؛ بدون این که نیاز به تولید گرما باشد».

این گروه تحقیقاتی دریافتند که کامپوزیت حاوی اکسید ایندیم و روی می‌تواند حساسیت حسگر هیدروژن را افزایش دهند. فیزیک‌دانان برای این حساسیت بسیار بالا، توضیحاتی ارائه کردند. به نظر آن‌ها سازوکار پاسخ‌دهی حسگر شامل تغییری در فرآیند تولید و نوترکیبی غیرتعادلی الکترون‌ها در حالتی است که کامپوزیت با هیدروژن برهم کنش می‌دهد. کامپوزیت با یک ساختار ویژه در این فرآیند دچار تغییر شگرفی می‌شود.

این گروه با ترکیب پودر اکسید روی و ایندیم نانوبلوری اقدام به ساخت این حسگر کردند. این ساختار و ابعاد ذرات با استفاده از میکروسکوپ «TEM» و «XRD» مورد مطالعه قرار گرفت. مشخصه‌یابی انجام شده روی این حسگر، اطلاعات مهمی در اختیار محققان قرار می‌دهد که به دانشمندان اجازه می‌دهد تا نوع جدیدی از حسگرها را تولید کنند؛ حسگرهایی که بدون نیاز به گرما و تنها با تابش کار می‌کنند.

از این نوع حسگرها نه تنها در پایش محیط زیست، بلکه در کارخانه‌ها نیز می‌توان استفاده کرد. یکی از کاربردهای این نوع حسگرها، پایش دائمی محیط در فضاهای بسته نظیر زیردریایی یا فضاپیماست؛ جاهایی که کوچک‌ترین تغییر در اتمسفر می‌تواند تاثیر زیادی روی انسان بگذارد.