طراحی و ساخت حسگر گاز با استفاده از اکسید گرافن

در این پروژه به بررسی و ساخت حسگر گازی با استفاده از کامپوزیت پایه ی اکسید گرافن می پردازیم. در این پروژه ابتدا با روش هامر اکسید گرافن بدست می آید. برای تشخیص کیفیت و اندازه ی لایه های بدست آمده از این روش، از تست های sem ،tem, xrd ,raman استفاده شده است. اکسید گرافن به دلیل وجود گروه های ایپوکسی و هیدروکسیل در ساختار اتمی خود به لحاظ الکتریکی عایق می باشد. با تلفیق اکسید گرافن با پلیمر هادی pedot:pss که به صورت آماده خریداری شده است به یک ساختار هادی می رسیم که آن را برای استفاده به عنوان حسگر گازی مقاومتی مناسب می سازد. اکسید گرافن با درصد های وزنی مختلف (0.02,0.04,0.06,0.08 wt%) با pedot:pss ترکیب می شود. این ماده که به صورت محلول در آب می باشد، بر روی الکترودهای شانه ای از جنس طلا که به روش تبخیری بر روی سیلیکن لایه نشانی شده است، به روش قطره چکان لایه نشانی می شود. پس از آن به مدت 15 دقیقه در کوره در دمای 50 درجه سانتی گراد قرار می گیرد تا حلال آن تبخیر شود و ماده ی حساس بر روی الکترودها تثبیت شود. برای تست هدایت به روش پروب چهار نقطه ای، محلول بر روی سیلیکن به روش اسپین کوت لایه نشانی شد. پس از این مرحله از سنسور ها تست هدایت گرفته شد که بیشترین هدایت حدود s/cm1114 به ازای pedot:pss/go (0.04 wt%) بدست می آید. پس از آن سنسور ها در معرض گازهایی همچون متانول، اتانول، استون، تلوئن، دی کلئروبنزن، پروپانول و بخار آب در دمای اتاق برای تست قرار می گیرد. بیشترین حساسیت و کارآیی سنسور همانطور که از تست هدایت انتظار می رفت، در استفاده از pedot:pss/go (0.04 wt%) به عنوان لایه ی حساس بدست می آید. این سنسور بیشترین حساسیت را به گاز متانول به مقدار 11.35% (35ppm) نشان داد. همچنین تاثیر دما نیز بررسی شده است که بهترین حساسسیت در دمای اتاق بدست می آید. با توجه به نتایج بدست آمده و مقایسه ی این نتایج با کاپیوزیت های مشابه به کارآیی بسیار خوب این سنسور می توان پی برد. کلید واژه: حسگر گاز، اکسید گرافن ، pedot:pss ، پلیمرهای هادی