بهبود رفتار حسگري استون در نانولوله كربني با كاربرد تشخيص مواد منفجره

شناسايي ميزان گاز استون جهت كشف مواد منفجره توليد شده از استون در بمبگذاريهاي تروريستي، تشخيصهاي پزشكي و حفظ محيط زيست در برابر آلاينده ها از اهميت بالايي برخوردار است. در اين تحقيق، با استفاده از نظريه تابعي چگالي (DFT)، بهبود حسگري استون در نانولوله كربني تزيين شده با نانوسيم اكسيد روي (CNT/ZnO) مورد بررسي قرار گرفت. نشان داده شد كه جذب استون بر روي نانولوله كربني خالص (CNT) به صورت فيزيكي و با انرژي جذب eV -0.64 انجام مي شود اما با تزيين نانولوله با نانوسيم اكسيد روي (ZnO)، انرژي جذب مقدار بيشينه eV -2.43 را در سطح اتصال نانوسيم به نانولوله خواهد داشت. همچنين نشان داده شد كه با افزايش طول ZnO، شدت جذب ضمن وابستگي به مكان جذب به ترتيب در محل تماس ZnO با CNT افزايش و در نقاط دور از سطح تماس كاهش مي يابد. با بررسي تغييرات ساختار نوار انرژي و چگالي حالات الكتروني (DOS) ساختارهاي ساده و تزيين شده مشاهده شد كه جذب استون تغيير چنداني در گاف انرژي يا چگالي حالات CNT ايجاد نمي كند اما جذب اين گاز بر روي CNT/ZnO به گونه‌اي است كه با جابجايي DOS، ماهيت الكترونيكي اين نانوساختار را تغيير مي دهد. نتايج نشان داد كه تزيين CNT با ZnO تاثير ويژه‌اي بر بهبود عملكرد حسگري آن در تشخيص گاز استون خواهد داشت. استفاده از ساختار معرفي شده به علت كوچكي اندازه و كاربرد در دماي اتاق براي كاربردهاي دفاعي نظير هوشمند سازي سامانه هاي بازرسي امنيتي نسبت به استفاده از ساير حسگرهاي گاز ارجحيت دارد.