نانوحسگر
حسگر چیست؟ > نانوحسگرها > انواع نانوحسگرها

نانوحسگرها براساس نوع ساختارشان به سه دستهٔ نقاط کوانتومی، نانولوله‌های کربنی و نانوابزارها تقسیم‌بندی می‌شوند:
۱. استفاده از نقاط کوانتومی درتولید نانو حسگرها:
نقاط کوانتومی به عنوان بلورهای نیمه هادی کوچک تعریف می‌شوند. با کنترل ابعاد نقاط کوانتومی، میدان الکترومغناطیسی نور را در رنگ‌ها و طول موجهای مختلف، منتشر می‌کند. به عنوان مثال، نقاط کوانتومی از جنس آرسنیدکادمیوم با ابعاد ۳ نانومتر نور سبز منتشر می‌کند؛ درحالی که ذراتی به بزرگی ۵/۵ نانومتر از همان ماده نور قرمز منتشر می‌کند. به دلیل قابلیت تولید نور در طول موجهای خاص نقاط کوانتومی، این بلورهای ریز در ادوات نوری به کارمی روند. در این عرصه از نقاط کوانتومی در ساخت آشکارسازهای مادون قرمز، دیودهای انتشار دهندهٔ نورمی توان استفاده نمود. آشکارسازهای مادون قرمز از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردارند. مشکل اصلی این آشکارسازها مسئلهٔ خنک‌سازی آنهاست. برای خنک‌سازی این آشکارسازها از اکسیژن مایع و خنک‌سازی الکترونیکی استفاده می‌شود. این آشکارسازها برای عملکرد صحیح باید در دماهای بسیار پائین، نزدیک به ۸۰ درجه کلوین کارکنند، بنابراین قابل استفاده در دمای اتاق نیستند، درصورتی که از آشکارسازهای ساخته شده با استفاده از نقاط کوانتومی می‌توان به راحتی در دمای اتاق استفاده کرد.
۲. استفاده از نانولوله‌ها درتولید نانوحسگرها:
نانو لوله‌های کربنی تک دیواره و چند دیواره به علت داشتن خواص مکانیکی و الکترونیکی منحصر به فردشان کاربردهای متنوعی پیدا کردند که از جمله می‌توان به استفاده از آن‌ها به عنوان حسگرهایی با دقت بسیار بالا برای تشخیص مواد در غلظتهای بسیار پائین و با سرعت بالا اشاره کرد.
به‌طورکلی کاربرد نانو لوله‌ها در حسگرها را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:
الف) نانولوله‌های کربنی به عنوان حسگرهای شیمیایی:
این حسگرها می‌توانند دردمای اتاق غلظتهای بسیار کوچکی از مولکولهای گازی با حساسیت بسیاربالا را آشکارسازی کنند. حسگرهای شیمیایی شامل مجموعه‌ای از نانولوله‌های تک دیواره هستند و می‌توانند مواد شیمیایی مانند دی‌اکسید نیتروژن (NO2) و آمونیاک (NH3) را آشکار کنند. هدایت الکتریکی یک نانولوله نیمه هادی تک دیواره که در مجاورت ppm200 از NO2 قرارداده می‌شود، می‌تواند در مدت چند ثانیه تا سه برابر افزایش یابد و به ازای اضافه کردن فقط 2% NH3 هدایت دو برابر خواهد شد. حسگرهای تهیه شده از نانولوله‌های تک دیواره دارای حساسیت بالایی بوده و در دمای اتاق هم‌زمان واکنش سریعی دارند. این خصوصیات نتایج مهمی در کاربردهای تشخیصی دارند.
ب) نانولوله‌های کربنی به عنوان حسگرهای مکانیکی:
هنگامی که یک نانولوله توسط جسمی به سمت بالا یا پائین حرکت می‌کند، هدایت الکتریکی آن تغییر می‌یابد. این تغییر در هدایت الکتریکی، با تغییر شکل مکانیکی نانولوله کاملاً متناسب است. این اندازه‌گیری به وضوح امکان استفاده از نانولوله‌ها را به عنوان حسگرهای مکانیکی نشان می‌دهد. یا می‌توان با استفاده از مواد واسط مانند پلیمرها در فاصلهٔ میان نانولوله‌های کربنی و سیستم، نانولوله‌های کربنی را برای ساخت بیوحسگرها توسعه داد. شبیه‌سازی‌های دینامیکی نشان می‌دهد که برخی پلیمرها مانند پلی اتیلن می‌توانند به صورت شیمیایی با نانولوله کربنی پیوند یابند. همچنین مولکول بنزن نیز می‌تواند به وسیلهٔ پیوندهای واندروالس روی نانولولهٔ کربنی جذب شود. این تحقیقات کاربردهای بسیار متنوع و وسیع نانولوله‌ها ی کربنی را نشان می‌دهد. تحقیق در این زمینه هنوز در حال توسعه و پیشرفت است و مطمئناً درآینده‌ای نه چندان دور شاهد به‌کارگیری آن‌ها در ابزارها و صنایع مختلف خواهیم بود.
۳. استفاده از نانو ابزارها درتولید نانوحسگرها:
با استفاده از این حسگرها شناسایی مقادیر بسیار کم آلودگی شیمیایی یا ویروس و باکتری در سامانهٔ کشاورزی و غذایی ممکن است. تحقیقات درزمینهٔ نانوابزارها جزء پژوهشهای علمی به روز دنیاست.