بزرگنمايي:

در پژوهش حاضر، حسگر ريزترازوي کريستال کوارتز  (QCM) با حساسيت، گزينش پذيري و کارايي قابل قبول براي اندازه گيري هيدروژن سولفيد (H2S)، با هزينه کم  توسط محققان پژوهشگاه مواد و انرژي ساخته شد.

گاز سولفيد هيدروژن، گازي سمي، خورنده، قابل اشتعال و با بوي بد، است که در فاضلاب، معادن زغال سنگ، صنايع پتروشيمي، گاز طبيعي، بيوگاز، کارخانه کاغذ سازي، صنايع فراوري مواد غذايي و تصفيه­ خانه­هاي فاضلاب توليد مي­ شود و در بسياري از صنايع شيميايي مورد استفاده قرار مي­ گيرد.

حجت اصلي تيتکانلو فارغ التحصيل کارشناسي ارشد رشته فيزيک- لايه هاي نازک و مجري طرح، گفت: هيدروژن سولفيد مي ­تواند سبب مسموميت خوني و در سطوح غلظت بالا منجر به مرگ شود.

وي افزود: اغلب حسگرهايي که براي هيدروژن سولفيد استفاده مي ­شود در دماهاي بالا کار مي ­کنند که سبب مصرف بالاي انرژي توسط آنها مي ­شود و پايداري طولاني مدت آنها را پايين مي ­آورد.

اين محقق خاطر نشان کرد: مشکلات عمده ديگر اين ابزارها شامل حساسيت کم، گستره خطي کوتاه و تداخل با ساير گازها و هزينه زياد است که کاربردهاي زيست محيطي آنها را محدود مي­ کند.

تيتکانلو عنوان کرد: در اين پژوهش از حسگرهاي جرمي بر پايه ريز ترازوي کريستال کوارتز براي اندازه­ گيري H2S استفاده شد؛ اين نوع حسگرها دسته جديدي از حسگرهاي جرمي هستند که به تغييرات کوچک جرمي بر روي لايه حس­ کننده آن حساس هستند.

وي ادامه داد:  در حسگرهاي جرمي، تغييرات جرم آناليت ­هاي جذب شده بر روي لايه حس­ کننده، اندازه ­گيري مي ­شود که براي هر دو فاز مايع و گاز قابل استفاده هستند.

تيتکانلو با بيان اينکه لايه­هاي حساس به H2S بر پايه نانوکامپوزيت ­هاي پليمري پلي ­ونيل­ پيروليدون (PVP) تهيه شد، افزود: همچنين از دو روش لايه ­نشاني ­قطره ­اي و الکتروريسي براي پوشش ­دهي کريستال کوارتز استفاده شد.

وي ادامه داد: به منظور افزايش حساسيت و گزينش ­پذيري حسگر نسبت به H2S کامپوزيت پليمر با نانوذرات طلا تهيه شد و پارامترهاي موثر در لايه ­نشاني کامپوزيت ­ها مورد بررسي و بهينه سازي قرار گرفتند.

به گفته وي، نانوالياف سنتزي داراي قطر متوسط 70 تا 100 نانومتر و نانوذرات طلا داراي قطر متوسط 15 تا 20 نانومتر است؛ حسگر ساخته شده از کامپوزيت نانوالياف PVP-نانوذرات طلا در گستره 0.3 تا ppm 100 پاسخ خطي دارد.

وي با اشاره به مزيت اين حسگر بيان کرد: حسگر ساخته شده از کامپوزيت پليمري pvp/ نانوذرات طلا داراي زمان پاسخ کمتر از 30 ثانيه است که به راحتي بازيابي مي ­شود. همچنين اين حسگر  داراي گزينش پذيري بالايي از خود نشان داد.