به گزارش بی بدیل پرداز، محققان نانوحسگر بسیار حساسی ساختند که می تواند گوشت را در مراحل اولیه فساد آن تشخیص دهد. این فناوری در حوزه های دیگر نظیر سلامت هم قابل استفاده می باشد.
به گزارش بی بدیل پرداز به نقل از مهر، آمونیاک، ترکیبی است که اکثرا با بوی بد همراه می باشد، این بو شاخص حیاتی در فرآیندهای مختلف مانند فساد مواد غذایی، آلودگی محیط زیست و حتی اختلالات متابولیکی انسان است. از آنجاییکه گوشت پس از فاسد شدن، گازهایی مانند آمونیاک از خود ساطع می کند، میتوان از این شیوه برای تشخیص فساد استفاده نمود. آمونیاک می تواند مدت ها پیش از ظاهر شدن علایم قابل مشاهده فساد، فعالیت میکروبی را در گوشت نشان دهد.
سطوح آمونیاک همینطور می تواند بعنوان نشانگر برای کاربردهای مختلف دیگر، همچون نظارت بر محیط زیست و حتی تشخیص سلامت انسان و اختلالات متابولیک قابل استفاده می باشد. با این وجود، ایجاد سنسوری که قادر به تشخیص آمونیاک با دقت، انتخاب گری و پایداری بالا در شرایط دنیای واقعی باشد، چالشی برای محققان است.
بیشتر تلاش ها برای توسعه سنسورهای گازی متکی بر اکسیدهای فلزی بوده است که به علت حساسیت بالای خود شناخته شده هستند، اما اغلب از محدودیت هایی مانند مصرف انرژی بالا، زمان پاسخ دهی آهسته و حساسیت به رطوبت رنج می برند. گرافن، خصوصیت هایی نظیر خواص الکتریکی و فیزیکی قابل توجه، انعطاف پذیری بالا، شفافیت و مصرف کم انرژی دارد که آنرا به گزینه ای جذاب برای فناوری های سنسوری نسل بعدی تبدیل نموده است. با این وجود، باوجود این مزایا، گزینش پذیری کم گرافن به گازهای مختلف مانع از استفاده گسترده آن در کاربردهای عملی شده است.
به تازگی محققانی از کره جنوبی مقاله ای منتشر نمودند که در آن از گرافن برای تشخیص زودهنگام با حساسیت بالای آمونیاک در گوشت گاو استفاده شده است.
این تیم نانوذرات اکسید نیکل (NiO) را روی میکروالگوهای گرافن وارد کردند تا یک سنسور آمونیاک بسیار انتخاب گر و حساس ایجاد کنند که می تواند به صورت موثر حتی در شرایط سخت الکترونیک پوشیدنی کار کند. این پیشرفت، نشان دهنده یک جهش رو به جلو در فناوری حسگرها است، بخصوص برای کاربردهایی مانند نظارت بر کیفیت غذا و دستگاههای پوشیدنی که کیفیت هوا را ردیابی می کنند.
هسته اصلی این پژوهش حول پرداختن به محدودیت های ذاتی گرافن بعنوان سنسور گازی است. ساختار اتمی گرافن سطح بزرگی به آن می دهد و آنرا در تشخیص گازها از راه فعل و انفعالات سطحی عالی می سازد، اما همین ساختار همینطور توانایی آنرا برای تمایز بین مولکول های مختلف گازها محدود می کند.
محققان در تحقیقات قبلی تلاش کردند تا گزینش پذیری گرافن را از راه روش های مختلف، همچون اعمال پلاسما و افزودن فلزات نجیب مانند پلاتین و طلا، بالا برند. با این وجود، این رویکردها اغلب با معایب قابل توجهی مانند هزینه بالا، فرآیندهای پیچیده ساخت و عملکرد غیربهینه تحت شرایط دنیای واقعی همراه هستند.
در این مطالعه، محققان با استفاده از نانوذرات NiO به جای فلزات نجیب مشکل را حل کردند. اکسیدهای فلزات واسطه، مانند NiO، به علت خواص الکترونیکی منحصر به فرد و توانایی در تعامل قوی با مولکول های گاز خاص، مزایای گوناگونی را در سنجش گاز عرضه می دهند. مشخص شده است که اکسید نیکل، به ویژه، اتصال قوی با مولکول های آمونیاک از خود نشان می دهد، که آنرا به گزینه ای ایده آل برای بهبود گزینش پذیری گرافن تبدیل می کند.
یکی از قابل توجه ترین خصوصیت های این سنسور مصرف انرژی خیلی کم آن است که نیاز کلیدی برای لوازم الکترونیکی پوشیدنی است.
منبع: bibadil.org