حسگرهای اسفنجي گرافن پا به میدان گذاشتند

به گزارش ICTPRESS به نقل از پاپسای؛ محققان مؤسسه پلی تکنیک Rensselaer نیویورک، حسگر کوچک و نسبتاً ارزان قیمت با قابلیت استفاده مجدد، از جنس اسفنج گرافن ساخته‌اند، این وسیله بهتر از حسگرهای گازی تجاری موجود در بازارهای کنونی کار می کند و انتظار می رود در آینده ای نزدیک به عنوان یک دستگاه یابنده محیطی، مورد استفاده قرار گیرد.
در چند سال اخیر گام های زیادی در علم نانو جهت یافتن ذرات بسیار کوچک شیمیایی معلق در هوا برداشته شده، برای نیل به این هدف حسگر های بسیار خوبی ساخته شده است. اما این حسگرها تا زمانی که در حد یک فرضیه علمی بماند نمی تواند در واقعیت، مفید واقع شود.
طرح حسگرهای فعلی پیچیده است و اغلب برپایه ساختار نانو است که می بایست به دقت بررسی و مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد.
این حسگر ها معمولاً مجدداً قابل استفاده نیستند و باید در دما یا فشار هوای خاصی قرار گیرند، ساخت یک حسگر دستی، غیرقابل اطمینان، بسیار گران و غیر قابل استفاده برای چند بار هستند.
اکنون اسفنج گرافن پا به میدان گذاشته است. این حسگر جدید که به اندازه یک تمبر پستی است درمؤسسه RPI (مؤسسه پلی تکنیک Rensselaer) در بخش گسترش لایه های گرافن " با ضخامت یک اتم کربن " روی ساختار اسفنج نیکلی ساخته شده است.
اسفنج نیکلی باقی مانده از ساختار یک اسفنج باید جابه جا شود، مانند گرافن با خصوصیات الکتریکی منحصر به فردش که می تواند قابلیت حس کردن داشته باشد.
زمانی که این حسگر در معرض هوا قرار می گیرد، ذرات ریز، جذب سطح اسفنج می شوند و هر یک از این ذرات به گونه ای متفاوت بر اسفنج گرافن تأثیر می گذارد و اندکی مقاومت الکتریکی آن را تغییر می دهد. با جریان الکتریکی گذرا از اسفنج و با اندازه گیری تغییر مقاومت الکتریکی آن ، مشخص می شود که چه ذراتی به اسفنج چسبیده است.
علاوه براین، گروه تحقیقاتی مؤسسه RPI با گذر جریان الکتریکی ای به اندازه 100 میلی آمپر، از این اسفنج، دریافتند که می توانند ذرات جذب شده به حسگر را جدا کرده و مجددًا از آن استفاده كنند.
براي کشف ذرات آمونیاک، حسگر اسفنجی گرافن می تواند 1000 قسمت در هر میلیون ذره آزاردهنده را در پنج تا ده دقیقه کشف کند، که این قابلیت، ده برابر مؤثرتر از جدیدترین دستگاه های یابنده موجود در بازارهای کنونی است. برای نمونه دوم، یعنی نیتروژن دی اکسید نیز نتیجه تقریباً مشابه نمونه اول است – تأثیر آن در صد قسمت در هر میلیون و یا ده برابر بهتر از حسگرهای تجاری فعلی است.