تازدن گرافن برای ساخت حسگر مادون قرمز

تاریخ : ۱۰ اردیبهشت ۱۳۹۷

تعداد بازدید : ۲۵۶

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

محققان دانشگاه ایلینویز با اوریگامی گرافن موفق به ساخت فیلتری با قابلیت جذب طول موج‌های مختلف در منطقه مادون قرمز شدند. این فیلتر برای ساخت حسگرهای نظامی قابل استفاده است.

سربازان گاهی در میدان نبرد لازم است که از میان دود، مه یا غبار بتوانند اطراف خود را ببینید، در برخی موارد نیز وجود مواد شیمیایی در اطراف برای آنها خطرناک است. این حسگرهای مادون قرمز می‌تواند راهگشای آنها باشد، حسگرهایی که امکان رصد طول موج مشخصی از نور را فراهم می‌کند. در حال حاضر برای شناسایی هر ماده شیمیایی، سرباز باید عینک ویژه با فیلتر منحصر به فردی را استفاده کند.

محققان دانشگاه ایلینویز موفق به ساخت فیلتر مادون قرمز قابل تنظیم شدند که در آن از اوریگامی DNA استفاده شده است. در واقع با تا زدن گرافن و ایجاد ساختار پیچیده، امکان تولید عینکی وجود دارد که می‌تواند طول موج‌های مختلفی را فیلتر کند.

حمایت مالی این پروژه توسط اداره تحقیقات علمی نیروی هوایی آمریکا انجام شده است که علاقه زیادی به حسگرها دارد، حسگرهایی که نه تنها به طول‌موج‌های مختلف طیف مادون قرمز حساس است بلکه به صورت مکانیکی قابل کنترل است. این نتایج در قالب مقاله‌ای با عنوان Mechanically Reconfigurable Architectured Graphene for Tunable Plasmonic Resonances در نشریه Light: Science & Applications منتشر شده است.

سانگوو نام از محققان این پروژه می‌گوید: « زمانی که شما گرافن را روی سطحی قرار می‌دهید، بسیار شفاف است وتنها سه درصد از نور را جذب می‌کند. اما در زوایای ویژه‌ای، شما قادر به دیدن گرافن هستید. ایجاد ساختار دیگری برای استفاده در حسگری با کمک گرافن بسیار چالش‌برانگیز است.»

از آنجایی که گرافن تک لایه‌ای و نازک است، به‌صورت صاف روی سطح قرار می‌گیرد. از این رو محققان به فکر استفاده از اوریگامی افتادند تا گرافن را تا بزنند.

filereader.php?p1=main_c4ca4238a0b923820

براساس اظهارات نام، پیش از این کسی اقدام به این کار با مواد رایج نکرده بود چرا که ساختار آنها بسیار شکننده است و در صورت تا خوردن شکسته خواهد شد اما گرافن در برابر شکسته شدن مقاوم است.

گرافن تا خورده می‌تواند براساس ابعاد و ساختاری که دارد طول موج‌های مختلفی را جذب کند. همچنین تا خوردگی موجب افزایش جذب نور توسط گرافن تا ده برابر حالت عادی می‌شود. در واقع با تغییر شکل و ساختار گرافن می‌توان شرایط رزونانس پلاسمونیک سطح آن را کنترل کرد و از آن برای ساخت حسگر استفاده نمود.

 

منبع : https://www.rdmag.com/news/2018/04/graphene-origami-mechanically-tunable-plasmonic-structure-infrared-detection

نظر شما