ساخت زیست نانوحسگر گرمایی فراحساس بر پایه نانوکامپوزیت پلی پیرول-گرافن

فرضیه : اندازه گیری دقیق دما در حوزه های مختلف پزشکی و صنعتی اهمیت ویژه ای دارد. اخیرا، با گسترش نانوفناوری، پژوهشگران سعی در عرضه نانوحسگرهای گرمایی داشته اند. هدف از پژوهش حاضر تولید نانوحسگر گرمایی فراحساس است که بتواند در پایش دمای بدن انسان و زمینه های صنعتی به کار گرفته شود. روش ها: نانوکامپوزیت های پلی پیرول و گرافن با درصدهای مختلف سنتز شدند. مشخصات ساختاری نانوکامپوزیت های حاصل، با میکروسکوپی الکترونی پویشی و طیف شناسی پراش پرتو X بررسی شد. یافته ها: نتایج نشان داد، گرافن و پلی پیرول سنتزی به ترتیب ساختار صفحه ای با ضخامت  ۱۰۰nm و الیافی با قطر  ۱۵۰nm دارند. همچنین طیف پرتو X نانوکامپوزیت %۰.۵ وزنی، بیانگر ترکیب مناسب گرافن و پلی پیرول با یکدیگر بود. نتایج ارزیابی زیست حسگر گرمایی نمونه ها نشان داد، پلی پیرول خالص در محدوده دمایی ۸۰-۲۵ درجه سلسیوس با حساسیت  ۲۱۸ در مقایسه با سایر نمونه ها رده نخست را به خود اختصاص داده است. اما رفتار غیرخطی کاربرد آن را محدود ساخته است. در این بازه دمایی حسگر نانوکامپوزیت ۰.۵ وزنی به ترتیب با حساسیت، ضریب مقاومت دمایی و زمان های پاسخ و بازیابی  ۱۹۷، ۱.۷، ۷۸ و ۱۷۰s بهینه ترین عملکرد را نشان داد. در محدوده دمایی ۴۰-۳۵C، برای پایش دمای بدن انسان، نیز حسگر نانوکامپوزیتی %۰.۵ وزنی، بهترین عملکرد خطی را با حساسیت ۲۰.۵ ضریب دمای مقاومتی ۲.۲۶ و زمان های پاسخ و بازیابی ۲۱ و ۳۴s دارد که در مقایسه با نمونه های مشابه به ترتیب ۲۳.۹ و ۱.۸ برابر بهبود یافته است. در جمع بندی نهایی، حسگر نانوکامپوزیتی با غلظت ۰.۵% وزنی، ایده آل ترین نانوحسگر ارزیابی شد که در دو حوزه صنعتی و پزشکی می تواند به کار گرفته شود.

Keywords:

زیست حسگر گرمایی , گرافن , پلی پیرول , پلیمر رسانا , نانوکامپوزیت