ساخت نانو حسگرهای گازی (گاز طبیعی) با استفاده از نانو لوله های کربنی عامل دار

حسگرهای گازی و یا شیمیایی به دلیل کاربرد وسیع شان در کارخانه، صنعت، نظارت زیست محیطی، داروسازی و ... توجه فراوانی را در دنیای علم به خود جلب نمودهاند. بطور کلی، وظیفه و روش کار حسگرها، جذب، تشخیص و دفع مولکول های گازی روی یک ماده حساس می باشد و کاملا مشخص است که هرچه سطح ویژه ماده حساس بیشتر باشد، سطح تماس بین مولکول های گازی و حسگر افزایش یافته که به افزایش قابل ملاحظه حساسیت آن می انجامد. پیشرفت های اخیر در فناوری نانو، زمینه ساز ظهور و بروز نسل جدیدی از حسگرها با حساسیت بالا، قابلیت حمل راحت تر، قیمت پایین و توان مصرفی کم شده است. در میان نانومواد به کار رفته در ساخت حسگرها، نانولوله های کربنی به دلیل خواص بسیار ویژه الکترونیکی و جذب خود، بهترین پاسخگویی را دارا می باشند. در این پژوهش نیز از نانولوله های کربنی چند دیواره برای ساخت حسگرهای گازی استفاده شده است. از آنجا که عامل دار کردن نانولوله ها خواص آنها را به طرز شگفت آوری ارتقاء می دهد، در اینجا نیز برای ساخت حسگر گازی از سه نوع نانولوله کربنی چند دیواره عامل دار شده با: (1) اسیدهای کربوکسیلیک، (2) آمین نوع اول (دودسیل آمین) و (3) آمین نوع دوم (اکتادسیل آمین) به عنوان ماده حساس استفاده شده است. طراحی حسگرها برحسب تغییرمقاومت بوده است. گاز هدف در این پژوهش، مخلوط گاز طبیعی حاوی h2s با غلظت ppm160 می باشد. در بررسی حساسیت یک حسگر، متغیرهای مختلفی از جمله دما، غلظت، زمان، فشار و دبی گاز مورد توجه است که در اینجا با ثابت نگه داشتن سایر پارامترها، اثر تغییر دما (oc 80 – 25) بر روی شیوه رفتار و قدرت پاسخگویی حسگرهای ساخته شده، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از قراردادن حسگرها در معرض گاز هدف در دماهای مختلف، حاکی از آن است که در دماهای پایین، آمین ها علیرغم نوسانات حساسیت، دارای بالاترین درصد پاسخگویی نسبت به حضور گاز نسبت به سایر حسگرها می باشند و در دماهای بالاتر این نانولوله های کربنی چند دیواره هستند که بیشینه میزان حساسیت را دارا هستند. در این میان نیز نانولوله های کربنی عامل دار شده با کربوکسیلیک اسیدها، کمترین نسبت پاسخگویی را به خود اختصاص داده اند. نانولوله های کربنی و نانولوله های عامل دار شده با اسید کربوکسیلیک، به ترتیب دارای خاصیت فلزی و نیمه هادی نوع p بوده و نانولوله ای عامل دار شده با آمین ها نیز نیمه هادی نوع n محسوب می شوند که البته با تغییر دما، رفتار نیمه هادی و فلزی آنها تغییر می کند.