لایه حساس متخلخل پلی (وینیل الکل)-نانولوله کربن برای شناسایی زیست شناساگرهای سرطان ریه

ایجاد تخلخل در لایه حساس کامپوزیت پلیمری رسانا موجب بهبود متغیرهای عملکردی حسگر شناسایی گاز تهیه شده می شود.

در این پژوهش، از کامپوزیت متخلخل پلی(وینیل الکل)-نانولوله کربن به عنوان لایه حساس برای شناسایی متانول، اتانول و آب (به عنوان زیست شناساگرهای سرطان ریه) استفاده شد. تخلخل در ماتریس پلیمری با روش جدایی فاز القایی با بخار ایجاد شد. محلول شامل %2 وزنی پلیمر در آب و %4 وزنی نانولوله کربن بود. فیلم تهیه شده از این محلول برای ایجاد تخلحل در معرض بخار استون قرار گرفت. شکل شناسی کامپوزیت متخلخل تهیه شده با آزمون های میکروسکوپی الکترونی پویشی (SEM) و BET مطالعه شد. پاسخ لایه های حساس تهیه شده در برابر ماده مورد تجزیه هدف با دستگاه آزمون بخار بررسی شد.  

عکس های SEM ساختار متخلخل گره دار کامپوزیت ساخته شده را نشان داد. آزمون BET نیز حاکی از افزایش شایان توجه مقدار سطح ویژه کامپوزیت متخلخل در مقایسه با نمونه چگال بود. نتایج نشان داد، مقدار سطح ویژه تا 10.93m2/g برای کامپوزیت متخلخل افزایش یافت. نتایج آزمون شناسایی گاز نشانگر بهبود چشمگیر متغیرهای عملکردی حسگر مانند حساسیت و زمان پاسخ در کامپوزیت متخلخل در مقایسه با نمونه چگال بود. آستانه تشخیص (LLD) نمونه چگال و کامپوزیت های متخلخل نسبت به بخار آب به ترتیب 50 و 1000ppm بود. دلیل افزایش را می توان به افزایش سطح ویژه کامپوزیت و در نتیجه افزایش دسترسی مولکول های ماده مورد تجزیه به موقعیت های حساس کامپوزیت پلیمری رسانا نسبت داد. همچنین، پاسخ لایه حساس تهیه شده بر اساس عامل های ترمودینامیکی مختلف بررسی شد. نتایج نشانگر این بود که δa (جمع برداری اجزای پارامتر حل پذیری برهم کنش هیدروژنی و قطبی) به خوبی می تواند حساسیت کامپوزیت پلیمری رسانا تهیه شده را توجیه کند.