14031

مطالعه و بررسي ساختار‌هاي كربني براي حسگرهاي گازي

1403

دكتر احد قائمي

در اين تحقيق، به بررسي ساختارهاي كربني از جمله گرافن و نانولوله‌هاي كربني (CNTs) به عنوان مواد حساس در حسگرهاي گازي پرداخته شده است. اين ساختارهاي كربني به دليل ويژگي‌هاي منحصر به فرد فيزيكي و شيميايي از جمله مساحت سطحي بالا، هدايت الكتريكي عالي، پايداري شيميايي و قابليت عملكرد در شرايط محيطي مختلف، پتانسيل بالايي در تشخيص گازها دارند. مكانيزم اصلي عملكرد اين حسگرها بر اساس جذب مولكول‌هاي گاز و تغيير در خواص الكتريكي ساختارهاي كربني است. اين مطالعه نشان مي‌دهد كه حسگرهاي مبتني بر كربن قادر به شناسايي طيف گسترده‌اي از گازها با دقت بالا و در غلظت‌هاي پايين هستند. يافته‌ها نشان مي‌دهند كه گرافن با مساحت سطحي حدود 2360 m2/g نسبت به نانولوله‌هاي كربني با مساحت سطحي 387 m2/g حساسيت بيشتري در شناسايي گازها دارد. همچنين، حسگرهاي دوپ شده با اين مواد توانايي شناسايي گازها در غلظت‌هاي بسيار پايين، حتي كمتر از 1 ppb، را دارند. علاوه بر اين، حسگرهاي دوپ شده با SnO2 و پالاديوم زمان پاسخ و بازيابي مناسبي از خود نشان دادند؛ به طوري كه براي غلظت 4 ppm NO2 زمان پاسخ 8 ثانيه و زمان بازيابي حدود 255 ثانيه ثبت شد. اين پژوهش، با ارائه روش‌هايي براي بهبود حساسيت و انتخاب‌پذيري حسگرها از طريق اصلاح سطح و دوپينگ ساختارهاي كربني، نويدبخش آينده‌اي روشن در توسعه و كاربرد حسگرهاي گازي مبتني بر كربن در صنايعي همچون محيط زيست، پزشكي، كشاورزي و ايمني صنعتي است.

11/6/2024 12:00:00 AM

84577

1403/08/20

Study and investigation of carbon structures for gas sensors

حسگر گاز , كربن‌دي‌اكسيد , نانولوله‌هاي كربني , گرافن

Gas sensor , carbon dioxide , carbon nanotubes , graphene