حسگر جدیدی برای شناسایی آلودگی آب

[سمندون 19,437]

ترکیبات آلی مضر زیادی در هوا و آب وجود دارد که باید وجود آنها در مقادیر بسیار کم شناسایی شود. اخیرا پراشانت کامات از دانشگاه نوتردام تحقیقاتی انجام داده که می‌تواند برای شناسایی این مواد سودمند باشد. کامات از طیف‌سنجی رامان افزایش یافته و نانوذرات نقره برای افزایش حساسیت شناسایی مواد شیمیایی استفاده کرده است.

به گزارش سرویس علم و فن آوری پایگاه اطلاع رسانی صبا به نقل از نانو، پژوهشگران این پروژه فیلمی از جنس فلز-نیمه‌هادی- گرافن تهیه کردند. این فیلم دارای مزایایی بود از آن جمله می‌توان به این نکته اشاره کرد که جذب مواد آلی روی این فیلم می‌تواند موجب افزایش آلایندگی در مجاورت نانوذرات نقره شود.

 

پژوهشگران روی استفاده از فیلم‌های اکسید گرافن تحقیق کردند، فیلم‌هایی که در آن، نانوذرات فلزی و دی‌اکسید تیتانیوم در دو سوی گرافن قرار داده شده بود. کامات می‌گوید ما در حال حاضر روی شناسایی مواد آلاینده محیط زیست در مقادیر بسیار کم کار می‌کنیم. کنترل دقیق اندازه فلز و قرار دادن آن روی گرافن کلید اصلی بهینه سازی این نوارها برای تست کیفیت آب است.

 

تحت تابش اشعه فرابنفش، الکترون‌ها از TiO2 خارج شده و وارد اکسیدگرافن می‌شوند، الکترون‌ها پس از عبور از گرافن به یون‌های فلزی می‌رسند و آنها را به نانوذرات فلزی احیاء می‌کنند. با این کار سیستمی با ساختار نیمه‌هادی-فلز-نانوذره ایجاد می‌شود. گرافن ماده‌ای دوبعدی و بلوری از جنس کربن است که دارای استحکام مکانیکی بالا و هدایت الکتریکی و گرمایی قابل توجهی است، از این ماده می‌توان در حوزه‌های مختلف استفاده کرد. هرچند خواص هدایت ورقه‌های گرافن که در دو سوی زیرلایه قرار گرفته برای دانشمندان شناخته شده است، اما گروه تحقیقاتی کامات نشان داد که این انتقال الکترونی به صفحات دو بعدی محدود نمی‌شود. در این پروژه، جهش الکترون‌ها از یک سوی گرافن به سوی دیگر آن، دانشمندان را قادر می‌سازد تا از این ویژگی برای نشاندن انتخابی نانوذرات نقره استفاده کنند.

 

 

 

 

 

[TABLE=class: content]

[TR]

[TD]

کامات می‌گوید پتانسیل دیگر این سیستم جدید آن است که می‌توان از آن در تولید نسل فتوکاتالیستی سوخت‌های خورشیدی استفاده کرد. برای مثال با داشتن نانوذرات نیمه‌هادی در یک سو از ورقه گرافن و کاتالیست‌های فلزی در سوی دیگر، می‌توان یک سیستم هیبریدی تولید کرد که به‌صورت انتخابی آب را به اکسیژن و هیدروژن تبدیل کند.

 

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Electron Hopping Through Single-to-Few-Layer Grapheme Oxide Films: Side-Selective Photocatalytic Deposition of Metal Nanoparticles در نشریه Journal of Physical Chemistry Letters به چاپ رسیده است.

[/TD]

[/TR]

[TR]

[/TR]

[/TABLE]