ساخت و مشخصه‌يابي حسگر پتانسيلي بسيار حساس به گاز NO2 مبتني بر ماده مركب K2CO3/Al2O3

NO2 يكي از خطرناك‌ترين آلاينده‌هاي زيست‌محيطي است كه حتي در غلظت‌هاي كم نيز باعث بروز بيماري‌هاي مهلكي نظير سرطان مي‌شود. سنجش غلظت اين گاز در محدوده ppb يك چالش جدي براي محققان محسوب مي‌شود. در كار حاضر، براي نخستين بار از ماده مركب K2CO3/Al2O3 به‌عنوان الكتروليتِ جامد براي ساخت حسگر پتانسيلي جهت آشكارسازي اين گاز در محدوده ppb در دماي اتاق استفاده شد. اين ماده، طي يك روش آسان و ارزان به‌صورت شيميايي سنتز شد و سپس درون قالب‌هايي بارگذاري شد تا سراميك‌هايي به شكل مكعب مستطيل حاصل شوند. به‌منظور برقراري اتصالات الكتريكي خارجي، لايه‌اي از نانوذرات طلا روي لبه‌هاي بالايي سراميك‌ها، به روش كندوپاش ايجاد شد. پاسخ‌هاي ديناميكي حسگر به غلظت‌هاي مختلف گاز NO2 در محدوده 15 الي 1500 ppb اندازه‌گيري شد و مشخص شد كه تغييرات پاسخ پتانسيلي از رابطه نِرنست پيروي مي‌كند. حد تشخيص اين حسگر برابر با ppb 15 است كه پايين‌تر از آستانه استاندارد تعيين شده براي محيط‌هاي صنعتي ايمن (ppb 200) است. پاسخ حسگر (ΔV = Vgas – Vair كه Vgas و Vair به‌ترتيب نمايانگر ولتاژ حسگر در معرض گاز و هواي تميز هستند)، به ppb 60 گاز NO2 در دماي اتاق برابر با mV 14 است. زمان‌هاي پاسخ و بازيابي براي تمام غلظت‌هاي مورد آزمايش كمتر از 80 ثانيه ثبت شد؛ بنابراين حسگر فوق، گزينه ايده‌آلي براي كاربردهاي مربوط به سنجش كيفيت هوا در دماي اتاق است.