ساخت نانوحسگری برای تشخیص گوشت فاسد
شاه بلاگ: پژوهشگران نانوحسگر بسیار حساسی ساختند که می تواند گوشت را در مراحل اولیه فساد آن تشخیص دهد. این فناوری در عرصه های دیگر نظیر سلامت نیز قابل استفاده می باشد.
به گزارش شاه بلاگ به نقل از مهر، آمونیاک، ترکیبی است که بیشتر با بوی بد هم راه است، این بو شاخص حیاتی در فرآیندهای مختلف مانند فساد مواد غذایی، آلودگی محیط زیست و حتی اختلالات متابولیکی انسان است. از آنجا که گوشت پس از فاسد شدن، گازهایی مانند آمونیاک از خود ساطع می کند، می توان از این تکنیک 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 همین طور می تواند به عنوان 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 وضعیت دنیای واقعی باشد، چالشی برای پژوهشگران است.
بیشتر تلاش ها برای توسعه سنسورهای گازی متکی بر اکسیدهای فلزی بوده است که به سبب 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، خاصیت 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 فوری 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 بطور موثر حتی در وضعیت سخت الکترونیک پوشیدنی کار کند. این پیشرفت، نشان دهنده یک جهش رو به جلو در فناوری حسگرها است، خصوصاً برای کاربردهایی مانند نظارت بر کیفیت غذا و دستگاه های پوشیدنی که کیفیت هوا را ردیابی می کنند.
هسته اصلی این مطالعه حول پرداختن به محدودیت های ذاتی گرافن به عنوان سنسور گازی است. ساختار اتمی گرافن سطح بزرگی به آن می دهد و آنرا در تشخیص گازها بوسیله فعل و انفعالات سطحی عالی می سازد، اما همین ساختار همین طور توانایی آنرا برای تمایز بین مولکول های مختلف گازها محدود می کند.
محققان در تحقیقات قبلی تلاش کردند تا گزینش پذیری گرافن را بوسیله 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، پژوهشگران با بهره گیری از نانوذرات NiO بجای فلزات نجیب مشکل را حل کردند. اکسیدهای فلزات واسطه، مانند NiO، به سبب خواص الکترونیکی منحصر به فرد و توانایی در تعامل قوی با مولکول های گاز خاص، مزایای مختلفی را در سنجش گاز ارائه 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 خاصیت های این سنسور مصرف انرژی خیلی کم آنست که نیاز کلیدی برای لوازم الکترونیکی پوشیدنی است.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب