مرجع پلیمر در بازار ایران: در پژوهش حاضر، حسگر ریزترازوی کریستال کوارتز (QCM) با حساسیت، گزینش پذیری و کارایی قابل قبول برای اندازه گیری هیدروژن سولفید (H۲S)، با هزینه کم توسط محققان پژوهشگاه مواد و انرژی ساخته شد.
گاز هیدروژن سولفید
گازی سمی، خورنده، قابل اشتعال و با بوی بد، است که در فاضلاب، معادن زغال سنگ، صنایع پتروشیمی، گاز طبیعی، بیوگاز، کارخانه کاغذ سازی، صنایع فراوری مواد غذایی و تصفیه خانههای فاضلاب تولید می شود و در بسیاری از صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد.
حجت اصلی تیتکانلو فارغ التحصیل کارشناسی ارشد رشته فیزیک- لایه های نازک و مجری طرح، گفت: هیدروژن سولفید می تواند سبب مسمومیت خونی و در سطوح غلظت بالا منجر به مرگ شود.
مشکلات سنسورهای قبلی
این محقق گفت: اغلب حسگرهایی که برای هیدروژن سولفید استفاده می شود در دماهای بالا کار می کنند که سبب مصرف بالای انرژی توسط آنها می شود و پایداری طولانی مدت آنها را پایین می آورد.
این محقق خاطر نشان کرد: مشکلات عمده دیگر این ابزارها شامل حساسیت کم، گستره خطی کوتاه و تداخل با سایر گازها و هزینه زیاد است که کاربردهای زیست محیطی آنها را محدود می کند.
تیتکانلو عنوان کرد: در این پژوهش از حسگرهای جرمی بر پایه ریز ترازوی کریستال کوارتز برای اندازه گیری H۲S استفاده شد؛ این نوع حسگرها دسته جدیدی از حسگرهای جرمی هستند که به تغییرات کوچک جرمی بر روی لایه حس کننده آن حساس هستند.
وی ادامه داد: در حسگرهای جرمی، تغییرات جرم آنالیت های جذب شده بر روی لایه حس کننده، اندازه گیری می شود که برای هر دو فاز مایع و گاز قابل استفاده هستند.
تیتکانلو با بیان اینکه لایههای حساس به H۲S بر پایه نانوکامپوزیت های پلیمری پلی ونیل پیرولیدون (PVP) تهیه شد، افزود: همچنین از دو روش لایه نشانی قطره ای و الکتروریسی برای پوشش دهی کریستال کوارتز استفاده شد.
وی ادامه داد: به منظور افزایش حساسیت و گزینش پذیری حسگر نسبت به H۲S کامپوزیت پلیمر با نانوذرات طلا تهیه شد و پارامترهای موثر در لایه نشانی کامپوزیت ها مورد بررسی و بهینه سازی قرار گرفتند.
به گفته وی، نانوالیاف سنتزی دارای قطر متوسط ۷۰ تا ۱۰۰ نانومتر و نانوذرات طلا دارای قطر متوسط ۱۵ تا ۲۰ نانومتر است؛ حسگر ساخته شده از کامپوزیت نانوالیاف PVP-نانوذرات طلا در گستره ۰.۳ تا ppm ۱۰۰۰ پاسخ خطی دارد.
مزیت اصلی این حسگر
حسگر ساخته شده از کامپوزیت پلیمری pvp/ نانوذرات طلا دارای زمان پاسخ کمتر از ۳۰ ثانیه است که به راحتی بازیابی می شود. همچنین این حسگر دارای گزینش پذیری بالایی از خود نشان داد.
این پژوهش با راهنمایی دکتر علی آقاخانی و دکتر علی طیبی فرد در پژوهشکده نیمه هادی ها و با مشاوره دکتر محمد پازوکی انجام شده است.
منبع: خبر گزاری مهر
