ساخت نانوابزاری برای تشخیص گاز سولفید هیدروژن در صنایع نفت و گاز در دانشگاه شیراز

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از روابط عمومی ستاد نانو، سولفید هیدروژن، یک گاز خطرناک است که با توجه به غلظت و مدت زمان انتشار آن، ممکن است مرگ افراد را نیز در پی داشته باشد. این گاز آثار فرسایشی بسیاری داشته و به عنوان منبع اصلی باران‌های اسیدی شناخته می‌شود. سولفید هیدروژن در بسیاری از فرایندهای صنعتی، به ویژه فرایند تولید گاز طبیعی و یا بازیافت و تصفیه نفت تولید می‌شود.

محسن اسد، دانشجوی دکترای الکترونیک دانشگاه شیراز، در خصوص اهداف دنبال شده در این طرح عنوان کرد: «در این تحقیق، حسگر بسیار حساس و

منعطفی جهت شناسایی گاز سولفید هیدروژن در دمای اتاق ارائه شده است. همچنین مکانیزم‌های فیزیکی و شیمیایی شناسایی گاز سولفید هیدروژن توسط این حسگر، به صورت تئوری و با استفاده از نظریه تراکم تابعی مورد ارزیابی قرار گرفته تا در خصوص نحوه عملکرد آن دید کاملی به دست آید».

وی در ادامه افزود: «با توجه به استفاده از بسترهای منعطف، یکی از اهداف اصلی ما، ساخت حسگرهایی قابل پوشیدن بوده است؛ به گونه‌ای که بتوان با کمترین هزینه، حسگرهای گازی را با وزن کم، روی لباس‌های کارشناسان در هنگام بازدید از سایت‌های خطرناک قرار داد. البته این نوع حسگر را با تغییر ماده حساس، برای کاربردهای زیستی و شناسایی عوامل بیماری و کنترل عوامل حیاتی بیمار نیز می‌توان به کار برد».

با توجه به اهمیت گاز سولفید هیدروژن و صدمات جبران ناپذیر آن، این حسگر را می‌توان به طور مستقیم در صنایع نفت و گاز به کار برد. همچنین استفاده از آن در صنایع هواپیمایی و آتش نشانی نیز مرسوم است. لذا با استفاده از آن می‌توان در تشخیص به هنگام نشتی گاز سولفید هیدروژن، اقدام مؤثر و سریعی داشت.

شماتیک حسگر منعطف گاز سولفید هیدروژن طراحی شده

این حسگر مبتنی بر نانولوله‌های کربنی پوشانده شده با نانوذرات مس است و در ساخت آن از بستر قابل انعطاف پلی اتیلن تترافتالات (PET) استفاده شده است. این حسگر قادر است غلظت گاز سولفید هیدروژن را در حدود 5 ppm تشخیص دهد. همچنین زمان پاسخ‌دهی آن در این غلظت 10 ثانیه و زمان بازگشت آن 15 ثانیه گزارش شده است.

در واقع خواص انتقال حامل بسیار سریع نانولوله‌های کربنی و هم چنین خواص کاتالیستی مس در مقابل گاز سولفید هیدروژن، دلیل اصلی عملکرد مطلوب حسگر بوده است.

به گفته این محقق، این پژوهش منجر به 4 ثبت اختراع مختلف شده که یکی از این موارد با نام «حسگرهای گاز مبتنی بر نانولوله‌های کربنی» در جشنواره اختراعات خلیج فارس بنیاد ملی نخبگان به عنوان یکی از سه اختراع برتر برگزیده شده است.

این تحقیقات از همکاری محسن اسد، دکتر محمد حسین شیخی، دکتر محمود مرادی- اعضای هیئت علمی دانشگاه شیراز (گروه ادوات نیمه هادی) و دکتر مهدی پورفتح، عضو هیئت علمی دانشگاه تهران به دست است.