fr.chemi3t
04-08-2012, 01:10 PM
دانشمندان توانستند حسگر شیمیایی پایدار و کارآمدی را برای هیدرازین ، بااستفاده از کربن اصلاح شده با میله های نانو اکسید روی ایجاد کنند.
هیدرازین،H2N2 تخریب کننده اعصاب و سرطان زا می باشد. همچنین می تواند منجر به آسیبهای کبدی ، ریوی و کلیوی شود. این ماده بطور وسیعی در صنعت، بکار برده می شود. بعنوان مثال می تواند عامل تشکیل فوم در کارخانه تولید فومهای پلیمری ، یک پیش ماده در سنتز کاتالیستها، در شیمی وابسته به کشاورزی و در داروسازی بکاربرده شود.
بنابراین برای مراقبتهای ایمنی، یک حسگر قابل اطمینان هیدرازین بسیار مطلوب به نظر می رسد.
در گستره وسیعی از روشها که برای تشخیص هیدرازین گزارش شده است، وسایل الکتروشیمیایی بیشتر مورد نظر می باشند. علت آنست که این وسایل هزینه کمی دارند و نیز قابل حمل هستند. همچنین زمان پاسخ سریعتر و حساسیت خوبی نشان می دهند. الکترودهای نانو ذره اصلاح شده با ساختارهای نانو اکسید روی بسیار پر فایده هستند. چون سطح تماس الکترود را به خوبی افزایش داده و در نتیجه مقاومت کاهش می یابد و نسبت سیگنال به نویز افزایش می یابد. البته حساسیت بالای این الکترودها در زمینه کاربردهای عملی پایداری کمتری در الکترولیتهای گوناگون دارند.
جین پینگ لیوو و همکارانش در دانشگاه نرمال هاوزونگ چین با پوشاندن یک لایه از کربن که ضخامتی در حد نانو دارد با نانومیله های اکسید روی از طریق روش کلسینه شدن با شناورسازی بر این مشکل فائق آمده اند. رسانایی الکتریکی زیاد کربن حساسیت حسگر را با تسهیل انتقال الکترون برای اکسایش هیدرازین افزایش می دهد. بعلاوه خنثی بودن شیمیایی کربن برای افزایش پایداری حسگر کاربرد دارد. زیرا این خاصیت کربن سبب می شود که از خوردگی نانو میله های ZnO توسط الکترولیتها جلوگیری شود.
لیوو می افزاید:« در حالیکه حساسیت و پایداری حسگر افزایش داده شده است. اما در ساخت این حسگر از فرایندهایی که در تولید الکترودهای رایج بکار برده می شود دوری شده است. زیرا این فرایندها نوعاً پر زحمت و پر هزینه می باشند».
گری گوری ویلد گووزاز دانشگاه ایست آنجلیا، که تجربه فراوانی در زمینه سطوح نانولوله های کربنی برای افزایش کاربردهای حسگری و کاتالیتیکی آنها دارد. اینگونه توضیح می دهد: «عمل مشترکی که بین لایه گرافیتی آمورف و لایه ZnO که برروی آن قرار گرفته است و موجب افزایش کارآیی الکتروتجزیه ای می شود، وقتی با آرایه های نانولوله کربنی که در جهت عمودی قرار دارند مقایسه شود، منجر به یک زمینه سازی جدیدی می شود. در اینجا واضح است که بر همکنشهای جالبی در مقیاس نانو اتفاق می افتد. و به نظر می رسد که این سیستم درخور تحقیقات بیشتری باشد».
الکترود ساخته شده می تواند در ابزارهای دیگری مانند باتریها و سلولهای فوتوالکتروشیمیایی بکار برده شود. لیوو می گوید: « در مرحله بعد به بهینه کردن تکنیکهای سنتزی در مقیاسهای بزرگتر ورشد نانومیله های هم شکل و تکرار پذیر برای تولید آرایه های نانومیله ای بر روی کربنی که بطور مستقیم بر روی جمع کننده جریان قرار دارد، خواهیم پرداخت».
هیدرازین،H2N2 تخریب کننده اعصاب و سرطان زا می باشد. همچنین می تواند منجر به آسیبهای کبدی ، ریوی و کلیوی شود. این ماده بطور وسیعی در صنعت، بکار برده می شود. بعنوان مثال می تواند عامل تشکیل فوم در کارخانه تولید فومهای پلیمری ، یک پیش ماده در سنتز کاتالیستها، در شیمی وابسته به کشاورزی و در داروسازی بکاربرده شود.
بنابراین برای مراقبتهای ایمنی، یک حسگر قابل اطمینان هیدرازین بسیار مطلوب به نظر می رسد.
در گستره وسیعی از روشها که برای تشخیص هیدرازین گزارش شده است، وسایل الکتروشیمیایی بیشتر مورد نظر می باشند. علت آنست که این وسایل هزینه کمی دارند و نیز قابل حمل هستند. همچنین زمان پاسخ سریعتر و حساسیت خوبی نشان می دهند. الکترودهای نانو ذره اصلاح شده با ساختارهای نانو اکسید روی بسیار پر فایده هستند. چون سطح تماس الکترود را به خوبی افزایش داده و در نتیجه مقاومت کاهش می یابد و نسبت سیگنال به نویز افزایش می یابد. البته حساسیت بالای این الکترودها در زمینه کاربردهای عملی پایداری کمتری در الکترولیتهای گوناگون دارند.
جین پینگ لیوو و همکارانش در دانشگاه نرمال هاوزونگ چین با پوشاندن یک لایه از کربن که ضخامتی در حد نانو دارد با نانومیله های اکسید روی از طریق روش کلسینه شدن با شناورسازی بر این مشکل فائق آمده اند. رسانایی الکتریکی زیاد کربن حساسیت حسگر را با تسهیل انتقال الکترون برای اکسایش هیدرازین افزایش می دهد. بعلاوه خنثی بودن شیمیایی کربن برای افزایش پایداری حسگر کاربرد دارد. زیرا این خاصیت کربن سبب می شود که از خوردگی نانو میله های ZnO توسط الکترولیتها جلوگیری شود.
لیوو می افزاید:« در حالیکه حساسیت و پایداری حسگر افزایش داده شده است. اما در ساخت این حسگر از فرایندهایی که در تولید الکترودهای رایج بکار برده می شود دوری شده است. زیرا این فرایندها نوعاً پر زحمت و پر هزینه می باشند».
گری گوری ویلد گووزاز دانشگاه ایست آنجلیا، که تجربه فراوانی در زمینه سطوح نانولوله های کربنی برای افزایش کاربردهای حسگری و کاتالیتیکی آنها دارد. اینگونه توضیح می دهد: «عمل مشترکی که بین لایه گرافیتی آمورف و لایه ZnO که برروی آن قرار گرفته است و موجب افزایش کارآیی الکتروتجزیه ای می شود، وقتی با آرایه های نانولوله کربنی که در جهت عمودی قرار دارند مقایسه شود، منجر به یک زمینه سازی جدیدی می شود. در اینجا واضح است که بر همکنشهای جالبی در مقیاس نانو اتفاق می افتد. و به نظر می رسد که این سیستم درخور تحقیقات بیشتری باشد».
الکترود ساخته شده می تواند در ابزارهای دیگری مانند باتریها و سلولهای فوتوالکتروشیمیایی بکار برده شود. لیوو می گوید: « در مرحله بعد به بهینه کردن تکنیکهای سنتزی در مقیاسهای بزرگتر ورشد نانومیله های هم شکل و تکرار پذیر برای تولید آرایه های نانومیله ای بر روی کربنی که بطور مستقیم بر روی جمع کننده جریان قرار دارد، خواهیم پرداخت».