چاپ نانوحسگر روی کاغذ

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، فرآیند چاپ بعد از ابداع این فناوری توسط گوتنبرگ هر روز در حال تغییر و تکامل است. یک گروه تحقیقاتی از آزمایشگاه ملی SLAC و مرکز تحقیقات NASA Ames روشی برای چاپ نانوذرات روی اجسام سه‌بعدی یا سطوح انعطاف‌پذیر نظیر کاغذ یا لباس با استفاده از پلاسما ارائه کردند. این فرآیند را می‌توان برای ساخت ادواتی نظیر مدارهای مجتمع، حافظه‌های انعطاف‌پذیر، باتری‌ها و حسگرهای زیستی و شیمیایی قابل پوشیدن به کار برد.

با این روش می‌توان از چاپگرهای جوهرافشان برای چاپ نانوموادی نظیر نانولوله‌های کربنی استفاده کرد. این روش بسیار مقرون به صرفه بوده اما محدودیت‌هایی نیز دارد.

چاپ روی مواد انعطاف‌پذیر نظیر منسوجات یا اجسام سه‌بعدی، با چاپگرهای جوهر افشان امکان‌پذیر نیست. آنها از جوهرهای مایع برای چاپ استفاده می‌کنند.

روش‌های چاپ آئروژل می‌تواند برای چاپ نانومواد ویژه‌ای مورد استفاده قرار گیرد اما برای این کار باید از گرم کردن تا چند 100 درجه سانتی‌گراد استفاده کرد تا مواد اولیه به لایه ‌نازک یا سطح صافی تبدیل شود. بنابراین، این روش برای استفاده در موادی نظیر لباس یا ترکیبات قابل اشتعال مناسب نیست. اگر از مواد مقاوم در برابر حرارت استفاده شود، قیمت تمام شده محصول بالا می‌رود.

برای حل این مشکل محققان از پلاسما استفاده کردند و نشان دادند که می‌توان لایه‌ای از جنس نانولوله کربنی را روی سطح کاغذ چاپ کرد. این نانولوله‌ها در پلاسمایی از جنس یون هلیم ترکیب شده و روی سطح کاغذ با استفاده از یک نازل قرار داده می‌شوند. این نانوذرات روی سطح با پلاسما، بدون نیاز به گرمادهی، به صورت لایه‌های جامد قرار داده می‌شوند.

این گروه تحقیقاتی با استفاده از این روش، دو حسگر شیمیایی و زیستی ساختند. زمانی که مولکول مورد نظر در محیط وجود داشته باشد، می‌تواند مقاومت الکتریکی نانولوله کربنی را تغییر دهد. از روی میزان تغییر مقاومت، می‌توان اندازه‌گیری کمی را نیز انجام داد و غلظت مولکول مورد نظر را تعیین کرد.