کاربرد نانو ذرات اکسید فلزی در ساخت سنسور رطوبت

وحید نیاپاک

چکیده

چکیده: اندازه گیری رطوبت کاربردهای بسیار وسیعی در صنایع ، نیروگاهها ، علوم پزشکی ، تغذیه ، صنایع الکترونیکی ، کشاورزی و ... دارد. ذرات با اندازه کمتر از 100 نانو متر دارای ویژگی های متفاوتی در مقایسه با مقیاسهای دیگر همین مواد هستند . سنسور های رطوبت جزو سنسورهای شیمیائی محسوب شده و براساس میزان آب جذب شده در لایه متخلخل غیر رسانایی که مابین دو لایه رسانا ساندویچ درآمده کار می کنند در حالتی که تغییرات مقاومتی سنسور مد نظر باشد لایه متخلخل روی ساختار الکترودی شکل قرار داده می شود و در نتیجه سنسور به مقدار نم و رطوبت واکنش نشان داده و مقاومت بین دو لایه رسانا را تغییر می دهد یک از کاربردهای نانو ذرات ، استفاده از این مواد برای اهداف سنسوری می باشد . رفتار نانو ذرات اکسید تیتانیوم در مقابل آب مورد مطالعه قرار گرفت مشخص شد زمانی که مولکولهای آب در نزدیکی مولکولهای اکسید تیتانیوم قرار می گیرند گروههای عاملی یونی جدا شده و باعث افزایش هدایت الکتریکی می شود که اساس کار سنسور رطوبت را تشکیل می دهد. نانو ذرات tio2 با استفاده از روش اتو کلاوینگ دو مرحله ایی سنتز گردید آنالیز sem نشان دادکه نانو ذرات تقریبا یکسان و متقارن و دارای اندازه حدود 200 نانو متر می باشد با استفاده از این نانو ذرات لایه نشانی برروی مداراینتردیجتیت ، سنسور حساس به رطوبت ساخته شد. بوسیله دستگاه auto lab. (sama 500) اندازه گیری رطوبت انجام گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که پارامتر حساسیت سنسورحساس به رطوبت برپایه نانو ذرات tio2نسبت به سایر سنسورهای مورد مطالعه افزایش می یابد . پاسخ زمانی 3 ثانیه و زمان ریکاوری 4 ثانیه در رطوبت 20 الی 90 درصد بدست آمد. در نهایت ساختار نانو ذرات tio2 برای اندازه گیری رطوبت نسبی محیط قابلیت استفاده را دارد.

اساتید راهنما و مشاور

غلامرضا کیانی، سعید گل محمدی هریس