سنتز نقاط کوانتومی گرافن و بررسی قابلیت آن ها برای استفاده به عنوان حسگر رطوبت بسیار حساس

در این پروژه، نقاط کوانتومی گرافن به طور شیمیایی سنتز شد و به صورت حسگر مقاومت شیمیایی برای اندازه¬گیری رطوبت هوا استفاده گردید. برای سنتز نقاط کوانتومی گرافن از اسید سیتریک به عنوان ماده اولیه استفاده شد. در اثر حرارت دادن اسید سیتریک و با کنترل درجه¬ی کربونیزاسیون نقاط کوانتومی گرافن تهیه گردید. مشخص گردید که احیا نقاط کوانتومی گرافن با هیدرازین هیدرات موجب کاهش حساسیت این مواد به رطوبت می¬شود. به منظور آماده سازی حسگر، مقدار کمی از این ماده روی الکترود قرار داده شد. بررسی¬های حسگری این ماده در رطوبت نسبی مختلف انجام گرفت. پاسخ الکتریکی حسگر مربوط به جذب مولکولهای آب در سطح ماده حسگر می¬باشد. مولکولهای آب جذب شده باعث افزایش هدایت نقاط کوانتومی گرافن می¬شوند. در رطوبت نسبی پایین این اثر می¬تواند بر اساس خاصیت دهندگی الکترون مولکولهای آب و در نتیجه افزایش هدایت نقاط کوانتومی گرافن که در اینجا به عنوان نیم رسانای نوعn عمل می¬کند توجیه شود. در رطوبت نسبی بالا و با افزایش تعداد لایه های آبی جذب شده در سطح ماده حسگر، هدایت پروتون بین لایه های آبی نیز منجر به افزایش هدایت نقاط کوانتومی گرافن می¬شود. زمان پاسخ برای این حسگر حدود 10 ثانیه می-باشد. در مقایسه با بیشتر حسگرهای رطوبت، حسگر رطوبت مبنی بر نقاط کوانتومی گرافن زمان پاسخ کوتاه و حساسیت بالایی به تغییرات رطوبت محیط از خود نشان می¬دهد. این حسگر به گستره¬ی رطوبت نسبی8% تا 95% پاسخ خطی نشان می¬دهد. بنابراین نقاط کوانتومی گرافن ماده مناسبی جهت ساخت حسگر رطوبت بسیار حساس می¬باشد.