تیمی از محققین اسپانیایی، موفق به ساخت حسگر نانویی جدیدی شده‌اند که با ضریب حساسیت بالا، قابلیت تشخیص گاز دی‌اکسید نیتروژن را دارا است. آن‌ها با بکارگیری گرافن و پروسکایت (Perovskite)، موفق به توسعه این حسگر جدید شده‌اند که بدون افت کیفیت و حساسیت، برای بازه‌های زمانی طولانی‌تر، قابل استفاده می‌باشد.

این تیم که به رهبری خوان کازانوا (Juan Casanova) و ادوارد لیوبت (Eduard Llobet) و در دپارتمان مهندسی الکترونیک دانشگاه مادرید مشغول به فعالیت هستند، مدعی شده‌اند که حسگر تولیدی آن‌ها، نسبت به نمونه‌های فعلی موجود در بازار، دارای ضریب حساسیت 300 درصدی می‌باشد. آن‌ها برای ساخت حسگر مذکور، استفاده از دو ماده اصلی را در دستور کار خود قرار دادند. در ابتدای مسیر تحقیقات، به دلیل آب‌گریز بودن و مقاومت خوب در برابر آب و رطوبت، گرافن به عنوان گزینه‌ای مطلوب انتخاب گردید. با این وجود، اگرچه گرافن در تشخیص گاز کاملاً حساس بوده و عملکرد خوبی از خود نشان می‌دهد، اما با گذشت زمان، میزان حساسیت آن افت نموده و محدودیت‌هایی را به همراه خواهد داشت. در راستای حذف این محدودیت‌ها، پروسکایت نیز به عنوان ماده ثانویه مورد نیاز، به کار گرفته شد.

پروسکایت که عموماً در سلول‌های خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد، به محض قرارگیری در معرض جو، خراب شده و خواص خود را از دست می‌دهد. از همین رو، تیم تحقیق تصمیم به ترکیب آن با ماده‌ای آب‌گریز مانند گرافن گرفتند تا از این طریق، مانع از خرابی پروسکایت شده و ترکیبی منحصربه‌فرد از خواص خوب هر دو ماده را داشته باشند. نتیجه این نوآوری منحصربه‌فرد، ساخت ماده‌ای بسیار حساس به گاز بود که به دلیل ویژگی‌های هر یک از دو ماده مذکور، ضریب تشخیص گاز دی‌اکسید نیتروژن توسط حسگر را به شدت افزایش داده و از آن مهم‌تر، این قابلیت در طولانی مدت نیز با مشکلی روبرو نمی‌شد.

لازم به ذکر است که محققین دانشگاه مادرید، برای سال‌های متوالی، بر روی نمونه‌های جایگزین برای حسگرهای موجود کار کرده‌اند. در میان این تحقیقات، حسگرهای جدید، نتایج مثبتی را از خود نشان داده‌اند. در کنار ابعاد کوچک و انرژی اندک مورد نیاز برای عملکرد این حسگرها، آن‌ها حساسیت خوبی نسبت به گاز داشته و قابلیت بازیابی سریع در دمای اتاق را نیز دارا می‌باشند. ادوارد لیوبت، در خصوص اهمیت این نوآوری می‌گوید: «این حسگرها، با توجه به ابعادشان، قابل حمل بوده و در فناوری‌های پوشیدنی نیز قابل استفاده می‌باشند. کار کردن در دمای اتاق، مسئله بسیار مهمی است، چراکه عملکرد با کمک باتری‌های بسیار کوچک را ممکن نموده و این ویژگی منحصربه‌فرد، با سایر مواد قابل تصور نیست.»

گفتنی است که با توجه به حساسیت بالا در طول زمان، حسگرهای جدید، جایگزین مناسبی برای حسگرهای فعلی خواهند بود. در همین راستا، به نظر می‌رسد که این ویژگی‌ها، تجاری‌سازی قریب‌الوقوع حسگرهای یاد شده را محتمل می‌سازد.

مرجع: «Nanowerk»