1398/02/18 11:47
گام مشترک صنعت و دانشگاه برای ساخت حسگر شناسایی مواد قابل انفجار
به گزارش پایگاه خبری راد، دکتر فاطمه سمائی‌فر، دانش‌آموخته مقطع دکتری دانشگاه صنعتی مالک اشتر و عضو هیأت علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب با اشاره به پیچیدگی و هزینه بالای ساخت تجهیزات شناسایی مواد منفجره، هدف از انجام این طرح را ابداع روشی مبتنی بر فناوری نانو جهت ساخت یک حسگر مقرون‌به‌صرفه جهت شناسایی مواد منفجره عنوان کرد.
وی فناوری پایش جذب گرما را به‌عنوان یکی از رویکردهای مؤثر شناسایی دقیق مواد منفجره خواند و افزود: حسگرهای مبتنی بر فناوری پایش جذب گرما (HAM) دارای ساختار ساده‌ای هستند و با توجه به امکانات موجود قابلیت پیاده‌سازی دارند، ضمن اینکه عملکرد این نوع حسگرها به گونه‌ای است که ساختار حسگر در جریان شناسایی مواد منفجره کمتر آسیب دیده و کارایی آنها دیرتر از دست می‌رود، از این‌رو ما در این پژوهش از این فناوری به‌عنوان فناوری پایه ساخت حسگر شناسایی مواد منفجره استفاده کردیم و در ادامه با ترکیب این فناوری با فناوری غشای معلق، کارایی آن را بهبود بخشیدیم.
سمائی‌فر یکی از اصلی‌ترین مشکلات حسگرهای مبتنی بر فناوری پایش جذب گرما را، وابستگی حساسیت این حسگرها به ابعاد حسگر دانست و اظهار کرد: این امر به نحوی است که با کوچک شدن ابعاد حسگر، سطح کوچک‌تری برای به دام انداختن مولکول مواد منفجره در دسترس خواهد بود و در نتیجه حساسیت حسگر به‌شدت کاهش می‌یابد.
این محقق، در خصوص فناوری استفاده شده در این طرح جهت غلبه بر مشکل کاهش حساسیت، گفت: در پژوهش‌های پیشین راهکاری‌هایی از قبیل ایجاد تخلخل سطحی و استفاده از نانولوله‌های کربنی برای به دام انداختن مولکول‌های مواد منفجره استفاده شده است. در پژوهش حاضر ما با بهره‌گیری از فناوری الکتروریسی جهت اعمال یک لایه پلیمر پلی‌ونیل الکل حساس به مواد نیتروآروماتیک بر روی سطح حسگر استفاده کردیم.
به گفته سمایی‌فر با اعمال نانوالیاف پلیمری، سطح مؤثر حسگر به‌صورت قابل‌توجهی افزایش می‌یابد، ضمن اینکه اعمال این لایه موجب جلوگیری از جذب ترکیبات غیرآروماتیک می‌شود، همچنین الیاف پلیمری پلی‌ونیل الکل قادرند با مولکول‌های مواد منفجره پیوند هیدروژنی تشکیل دهند و جذب این مولکول‌ها را افزایش دهند. همه این موارد یاد شده در جهت بهبود کارایی حسگر عمل می‌کنند.
این محقق اضافه کرد: بر اساس مطالعات و مشاهدات صورت گرفته، قطر نانو -الیاف پلیمری الکتروریسی شده ۹۷ نانومتر بوده و اعمال این نانو الیاف بر روی سطح حسگر منجر به افزایش سطح مؤثر به میزان ۳٫۸۷۵ برابر شده است. نتایج آزمون حسگرهای HAM-PVA با گاز DNT، نشان می‌دهد که این حسگرها قابلیت شناسایی DNT با مقدار کم ppb ۲۷/۱۳ در مدت‌زمان ms ۸۰ را دارند. این نتایج ثابت می‌کند که حداقل میزان تشخیص (LOD)، در حسگر HAM-PVA در مقایسه با حسگر HAM به میزان ۷۷/۳ برابر بهبود یافته است.
این طرح در قالب رساله دکتری دکتر فاطمه سمایی‌فر، با راهنمایی دکتر احمد عفیفی از دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر و با همکاری یکی از شرکت‌های دانشگاهی انجام شده و تحت عنوان پایان‌نامه موردنیاز صنعت به تأیید داوران ستاد ویژه توسعه فناوری نانو نیز رسیده است.
