محقق ایرانی و همکارانش موفق به تایید خاصیت گرافن دستنخورده به عنوان حسگر شیمیایی و گازی شدند.
به گزارش ایسنا، گرافن مادهای است که از آن میتوان به عنوان حسگر شیمیایی و گازی استفاده کرد، البته مشروط بر این که گرافن دارای نقص ساختاری باشد.
اما نتایج تحقیقات امین صالحی خوجین، محقق ایرانی دانشگاه ایلینویز و همکارانش نشان میدهد که اگر از گرافن بدون نقص و دستنخورده روی زیرلایهای حاوی نقص نیز استفاده شود، آن گاه همین ویژگی میتواند در گرافن ایجاد شود.
گرافن مساحت سطحی بالایی دارد که تقریبا 2600 مترمربع در هر گرم است. به دلیل وجود این ویژگی مولکولهای گازی میتواند روی سطح این ماده جذب شوند. از سوی دیگر سرعت حاملین بار در گرافن 2500 تا 40000 cm2V–1s–1 است که با این ویژگی گرافن میتواند تعداد بیشتری از مواد شیمیایی یا زیستی را شناسایی کند.
این گروه تحقیقاتی از دانشگاه ایلینویز در تحقیقات پیشین خود دریافته بودند که حسگرهای مبتنی بر گرافن میتوانند برای شناسایی گازها مورد استفاده قرار گیرند، اما تنها گرافنهای حاوی نقص ساختاری برای این کار مناسب هستند.
اکنون تحقیقات این محققان نشان میدهد که گرافنهای دستنخورده نیز میتواند برای این کار مناسب باشد. این نتایج موجب حیرت محققان شده است.
امین صالحی خوجین، محقق ایرانی این پروژه از دانشگاه ایلینویز میگوید: ما دریافتیم که گرافنهای دستنخورده نیز در صورتی که روی زیرلایهای حاوی نقص قرار گیرند، میتوانند حساسیت لازم را برای شناسایی گاز از خود نشان دهند. این نقص موجب تلفیق خواص الکترونیکی مواد کربنی میشود.
در این پروژه محققان گرافن را با استفاده از لایه برداری مکانیکی ایجاد کردند که به روش لایه برداری با چسب معروف است. این روش منجر به تولید گرافنهایی عاری از نقص میشود. این گروه تحقیقاتی به بررسی رفتار حسگر گرافنی با گرافن دستنخورده و گرافنی که روی زیرلایه سیلیکا نقصدار قرار دارد، پرداختند. آنها با استفاده از روش تزریق پالسی به بررسی جریان عبوری از حسگر پرداختند. حساسیت هر حسگر با استفاده از تغییر جریان اولیه نسبت به جریان در حین عبور گاز تعیین میشود.
نتایج نشان داد که هر دوی این گرافنها نسبت به مولکولهای گاز حساس هستند. به نظر میرسد وجود زیرلایه نقصدار می تواند موجب بروز خواص الکترونیکی ویژهای در گرافن شود، در نتیجه گرافن رفتاری همانند زمانی دارد که تقویت شده است.
محققان این پروژه به این نتیجه رسیدند که گرافن برای این که بتواند به عنوان حسگر مورد استفاده قرار گیرد، باید نقص ساختاری داشته باشد و یا به صورت خارجی به آن نقص اعمال شود.
