آشکارسازی گازآمونیاک در کیت‌های تجاری پزشکی با نانوحسگر محققان ایرانی

آشکارسازی گازآمونیاک در کیت‌های تجاری پزشکی با نانوحسگر محققان ایرانی

پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس از فیلم نانوساختاریِ پلی پیرول دوپه شده با رنگ به عنوان یک نانوحسگر نوری حساس به گاز آمونیاک بهره گرفتند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، انتخابگری بالا برای گاز آمونیاک به روشی ساده، ارزان، حساس و زمان پاسخ مناسب از ویژگی‌های این نانوحسگر است که این امکان را فراهم می‌کند تا در کیت‌های تجاری- پزشکی برای آشکارسازی میزان گازآمونیاک در نمونه‌های مختلف به کار گرفته شود.

آمونیاک به طور گسترده در تهیه کودهای شیمیایی، صنایع داروسازی و رنگ کننده‌ها کاربرد دارد و سالانه بیش از صد میلیون تن در جهان تولید می‌شود. در عین حال آمونیاک به عنوان یکی از محرک‌های اولیه برای بشر شناخته شده است. در معرض آمونیاک قرار گرفتن سبب تحریکات سیستم تنفسی، ‌پوست و چشم شده و با آسیب رساندن به ریه‌ها در اثر مواجهه با غلظت زیاد این گاز می‌تواند سبب مرگ شود. در صورت تماس با آمونیاک مایع، سوختگی شدید در محل تماس ایجاد می‌شود. بنابراین نیاز به یک روش سریع، حساس و قابل اعتماد برای تشخیص دقیق گاز آمونیاک در هوا وجود دارد.

این کار تحقیقاتی توسط فرناز طاولی، دانشجوی دکترای شیمی تجزیه و به راهنمایی دکتر نادر علیزاده مطلق از دانشگاه تربیت مدرس انجام پذیرفته است و در آن فیلم پلی پیرول دوپه شده با یک رنگ به روش پلیمریزاسیون شیمیایی بر روی پلی استایرن پوشش داده شده است. پارامترهای مختلف مؤثر در خصوص یکنواختی، پایداری و تغییر رفتار نوری فیلم پوشش داده شده بر روی بستر بهینه شده و تغییرات خواص نوری فیلم تهیه شده در حضور آمونیاک برای طراحی حسگر نوری بررسی شده است.

طاولی، در رابطه با فرایند ساخت این نانوحسگر اظهار کرد: در این کار ابتدا به سنتز یک لایه نازک از پلی پیرول بر روی یک بستر شفاف به روش پلیمریزاسیون شیمیایی پرداخته شد که در طی سنتز از یک رنگ آنیونی به عنوان دوپانت استفاده شده بود. در مرحله بعدی از بسترهای متفاوت برای بررسی و مقایسه چسبندگی و یکنواختی پلیمر سنتز شده بر روی آنها، استفاده و شرایط بهینه سنتز برای به‌ دست آوردن فیلم شفاف، یکنواخت، پایدار و نانو ساختار از پلی پیرول مشخص شد.

وی افزود: سپس با مطالعه خواص نوری و حسگری فیلم سنتز شده به روش اسپکتروسکوپی جذبی ارقام شایستگی حسگر برای گاز آمونیاک نیز مشخص شد. در انتهای این کار تحقیقاتی در یک نمونه واقعی غلظت آمونیاک در فضای فوقانی دو نمونه از آب چاه اندازه‌گیری شد.

محقق این طرح تصریح کرد: رنگ به کار برده شده در این نانوحسگر به عنوان دوپانت بوده و دارای گروه‌های اسیدی است که می‌تواند با آمونیاک که دارای خاصیت بازی است، برهمکنش داده و سبب تغییر رنگ لایه نازک در طول موج جذبی رنگ شود.

به گفته طاولی، نانوساختار بودن پلیمر سبب پایین بودن زمان پاسخ حسگر شده است. با توجه به اینکه در حالت نانو ساختار نسبت سطح به حجم افزایش می‌یابد، سرعت نفوذ گاز آمونیاک به داخل پلیمر و سرعت برهمکنش با مولکول‌های رنگ افزایش یافته و در نتیجه زمان پاسخ کاهش می‌یابد.

وی در ادامه گفت: نتایج این تحقیقات حاکی از آن است که حسگر تهیه شده انتخابگری و حساسیت بسیار مناسبی نسبت به گاز آمونیاک در مقابل بخار دیگر آمین‌ها نظیر متیل آمین، اتیل آمین، پروپیل آمین، بوتیل آمین و همچنین متانول، اتانول، استونیتریل، استون، هگزان، پیریدین و آب از خود نشان می‌دهد.

طاولی در تکمیل نتایج تحقیقات افزود: نتایج عکسبرداری SEM از سطح فیلم پلی پیرول دوپه شده با رنگ به روش پلیمریزاسیون شیمیایی، مورفولوژی نانوساختار را تأیید کرد. رفتار حسگری پلی پیرول دوپه شده با رنگ نسبت به مقادیر بسیار کم گاز آمونیاک به‌ وسیله‌ی تکنیک اسپکتروسکوپی جذبی در شرایط بهینه به دو روش فضای فوقانی محلول و تزریق مستقیم گاز به درون سل نشان داد که حسگر در گستره 260-150 میکروگرم بر لیتر دارای پاسخ خطی است.

وی تصریح کرد: با توجه به حد تشخیص پایین و سرعت پاسخ بالا، این حسگر می‌تواند در صنایع پزشکی و تشخیص طبی نیز به‌ کار گرفته شود. همچنین با توجه به حجم و سادگی حسگر طراحی شده می‌توان از آن در اندازه‌گیری‌های پرتابل استفاده کرد.

نتایج این تحقیقات در مجله «Sensors and Actuators B: Chemical» (جلد 176) منتشر شده است.

شنبه 14/11/91   11:45

ارسال برای یک دوست
۰ ۰ آیا این خبر را می پسندید؟
نظر دهید
CAPTCHA Image reload
لطفا عددی را که تصویر بالا می بینید را وارد نمایید.