به گزارش خبرگزاری مهر، پژوهشگران موفق به توسعه فناوری جدیدی در ساخت حسگرهای گاز شدهاند که بر اساس رشد دیوارههای نانویی گرافن بر روی الیاف پلیمری طراحی شده است. این فناوری به ایجاد ساختاری سلسلهمراتبی موسوم به «نانو روی نانو» کمک میکند که حساسیت حسگر را با کنترل حرکت مولکولهای گاز و افزایش سطح تماس آنها افزایش میدهد.
حسگرهای پوشیدنی در سالهای اخیر به حوزهای مهم در فناوری تبدیل شدهاند. در حالی که برخی از این حسگرها برای بررسی وضعیت بدن طراحی میشوند، گروه دیگری به هدف شناسایی گازهای خطرناک در محیط تنفسی انسان ساخته شدهاند. این حسگرها قادرند وجود گازهای مضر را پیش از افزایش غلظت آنها به سطح خطرناک، شناسایی کنند و به ویژه در محیطهای صنعتی ارزش بالایی دارند.
چالش اصلی در طراحی این حسگرها، ایجاد آنها به گونهای است که سبک، انعطافپذیر و با قابلیت عبور آسان هوا باشند. در تحقیق جدید، تیمی به رهبری سونگوون لی از مؤسسه علم و فناوری دِگو-گیونگبوک، با ترکیب نانوالیاف پلیمری و گرافن به این مسئله پرداخته است.
این نانوالیاف به علت وزن کم و قابلیت انعطاف، انتخاب مناسبی برای حسگرهای پوشیدنی به شمار میروند، اما سطح تماس آنها برای تعامل با مولکولهای گاز محدود است. برای حل این مشکل، از روشی جدید برای ایجاد دیوارههای نانویی گرافن با استفاده از روش رسوبدهی شیمیایی فاز بخار تحت حرارت پایین استفاده شده است. این فرایند امکان رشد دیوارههای گرافنی را بدون آسیب به ساختار الیاف فراهم کرده است.
توسعه این حسگر نانویی نه تنها سطح تماس حسگر را افزایش میدهد، بلکه با ایجاد فضایی باریک میان دیوارههای گرافنی، امکان حرکت مولکولها را تحت تأثیر قرار میدهد، به گونهای که مولکولها زمان بیشتری را در نزدیکی سطح حسگر میگذرانند و احتمال برخورد با آن بیشتر میشود.
این تیم به بررسی اثر حسگر بر شناسایی گاز دیاکسید نیتروژن (NO₂) نیز پرداخته و نشان دادهاند که این نانوشبکه میتواند بهبود قابلتوجهی در عملکرد حسگر ارائه دهد. در مراحل آزمایش، حسگر بر روی یک ماسک هوشمند نصب شد و مشخص شد که این تکنولوژی قابلیت پایش طولانیمدت گازها را بدون کاهش قابلیت تنفسپذیری ماسک دارد.
سونگوون لی تأکید کرد که این نوع طراحی نه تنها به افزایش سطح تماس بلکه به کنترل حرکت مولکولهای گاز در ساختارهای نانویی نیز توجه دارد.
