نانو حسگر ها و تعریف انواع مختلف آن، راه های مختلف برای تهیه نانو حسگر ها چیست؟

نانو حسگر ها  و تعریف انواع مختلف آن، راه های مختلف برای تهیه نانو حسگر ها چیست؟

نانو حسگر ها

برای معرفی نانو حسگر ها باید بگوییم که وسیله ای هستند که با وجود ظرافت زیادی که دارند بسیار دقیق و حساس هستند

و قدرت شناسایی و ارائه پاسخ به محرک‏های فیزیکی را دارند.

عملکرد این حسگر ها در ابعاد نانو متر است ، که همین امر باعث شده تا از دقت و واکنش پذیری بالایی برخوردار باشند ،

به صورتی که نسبت به حضور چند اتم از یک گاز هم واکنش نشان میدهند .

از نانولوله ها، نانوذرات فلزی و نانو ذرات مغناطیستی بیشتر برای ساخت حسگر استفاده می شود.

نانوحسگرها و حسگرهای توانمند شده با فناوری نانو کاربردهای مختلفی در صنایع گوناگون مانند حمل و نقل، ارتباطات، ساخت و ساز و تسهیلات رفاهی، پزشکی، سلامتی، و دفاعی دارند.

روش های تهیه نانو حسگر

در حال حاضر چند راه برای تولید نانوحسگرها وجود دارد.

از این دست لیتوگرافی به عنوان شیوه ای بالا به پایین در اکثر مدارهای مجتمع به‌کار می‌رود.

این روش شامل شروع از یک بلوک بزرگتر از برخی مواد و کنده کاری کردن و ایجاد فرم مورد نظر است.

راه دیگر برای تولید نانوحسگر روش‌های از پایین به بالاست که شامل سامان یافتن (Montage) حسگر از اجزای کوچکتر،

به احتمال زیاد اتم ها و مولکول ها است.

این امر شامل حرکت اتم های یک ماده خاص به موقعیت خاص است که توسط بررسی های آزمایشگاهی بااستفاده از ابزارهایی مانند میکروسکوپ اتمی بدست می آید.

راه سوم شامل استفاده از نانوساختارهای خاص است که بتوان به عنوان حسگر استفاده کرد.

یکی از مواد مورد استفاده در ساخت حسگرها، نانو لوله‌ها خواهند بود.

با نانو لوله‌ها می‌توان،‌ هم حسگر شیمیایی و هم حسگر مکانیکی ساخت.

به خاطر کوچک و نانومتری بودن ابعاد این حسگرها، دقت و واکنش آن ها بسیار زیاد خواهد بود،

به گونه‌ای که حتی به چند اتم از یک گاز نیز واکنش نشان خواهند داد.

جهت ساخت حسگر گاز با پایه نانو لوله کربنی می توان نانو لوله ها را روی زیر پایه رشد داد

یا با استفاده از نانو لوله های آماده و بکار گیری روش هایی مانند اعمال جریان الکتریکی آنها را روی زیر پایه قرار داد.

در سال 2002، ویکتور وهمکارانش سه نوع الکترود میکرونی با شکل های مختلف،

توسط فرآیندهای متفاوت روی زیر پایه شیشه ای ساختند و با اعمال جریان سعی کردند نانو لوله های کربنی را بین الکترودها بنشانند.

از آنجا که چسبندگی طلا به شیشه کم است از نیکل برای زیرطلا استفاده شد.

مقدار 10 میلی گرم نانو لوله های کربن چند دیواره در 500 میلی لیتر اتانول پخش شده و10میکرولیتر با روش تعلیق به روی شیشه منتقل می گردد.

در اثر اعمال جریان Ac با فرکانس 1 مگاهرتز، اتانول در 20 ثانیه تبخیر می شود.

نانو لوله های کربن چند دیواره بین دو الکترود قرار گرفته و مقاومت 6.12 کیلواهم را نشان دادند.

قرار گرفتن نانو لوله های کربنی چند جداره بین الکترودهای طلا تشکیل اتصال به فاصله ی بین دو الکترود بستگی دارد.

طبق مشاهدات، در فاصله ی بیشتر از 25میکرومتر با فرکانس بین 100 هرتز تا 1 مگاهرتز هیچ اتصالی تشکیل نمی شود.

برای فاصله ی بین 10 تا 15 میکرومتر، اتصال نانو لوله های کربن چند دیواره در همین محدوده¬ی فرکانس ایجاد شده است.

مقاومت های حاصل نیز 158، 60 و 78 کیلواهم می باشند. شکل الکترودها نیز در تشکیل اتصال مؤثر است.

حالت مربعی ایده آل است زیرا فاصله ی بین الکترودها در سرتاسر آن ثابت بوده و میدان الکتریکی یکنواختی اعمال می شود.

نانو حسگر ها و تعریف انواع مختلف آن، راه های مختلف برای تهیه نانو حسگر ها چیست؟

انواع نانو حسگر ها

نانوحسگرها انواع مختلفی دارند که شامل حسگرهای شیمیایی و سنتزی می باشد.

حسگر های شیمیایی

این حسگرها می توانند دردمای اتاق غلظت‌های بسیارکوچکی از مولکولهای گازی را با حساسیت بسیاربالا آشکارسازی کنند.

حسگرهای شیمیایی گازی برای مثال شامل مجموعه ای از نانولوله‌های تک دیواره هستند

و می توانند مواد شیمیایی مانند دی اکسید نیتروژن وآمونیاک را آشکارکنند.

هدایت الکتریکی یک نانولوله نیمه هادی تک دیواره که درمجاورت 200ppm از دی اکسید نیتروژن قرارداده می شود،

می تواند در مدت چند ثانیه تا سه برابر افزایش یابد و به ازای اضافه کردن فقط 2% آمونیاک هدایت دو برابر خواهد شد.

حسگرهای تهیه شده ازنانولوله‌های تک دیواره دارای حساسیت بالایی بوده ودردمای اتاق هم زمان واکنش سریعی دارند.

این خصوصیات نتایج مهمی درکاربردهای تشخیصی دارند. در مقاله ای دیگر به تفصیل در خصوص حسگرهای شیمیایی بحث خواهد شد.

حسگر های سنتزی

این نانوحسگر ها از طریق اتصال ذرات خاص به انتهای نانولوله های کربنی و محاسبه فرکانس ارتعاشی در حضور یا بدون حضور ذرات تهیه می شوند.

این نانوحسگرها اغلب برای شناسایی و کنترل واکنش های شیمیایی توسط ذرات نانو استفاده می شوند.

گردآوری: کیوسک نانو