ساخت نانوحسگر گازی حساس به استون بازدم انسان برپایه نانوساختار متخلخل wo3 برای پایش بیماران دیابتی

هدف این پژوهش، ساخت حسگر مبتنی بر نیم رسانا اکسید فلزی تری اکسید تنگستن، با قابلیت آشکارسازی گاز استون حاصل از بازدم است. مشخصات ساختاری نمونه تهیه شده، توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی و دستگاه پراش پرتو ایکس مورد بررسی قرار گرفت. مشخصه یابی نانوذره و نمونه نانوساختار کروی متخلخل سنتز شده توسط آنالیز های dls،bet  و bjh  انجام شد. پودرهای به دست آمده، به روش ته نشینی بر روی الکترودهای شانه ای لایه‌نشانی شده و مقاومت الکتریکی الکترودها در معرض استون و تعدادی از گاز های فرار اندازه‌گیری شد. به منظور بررسی قدرت انتخاب‌گری حسگرها، حساسیت آن ها به چند نمونه از گازهای آلی فرار با افزایش دمای حسگر به c° 200 و c° 300 نیز مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج به‌دست‌آمده نشان داد که استفاده از نانوساختارهای متخلخل تری اکسید تنگستن در غلظت های کمتر ازppm  5 ، با عملکرد خطی بسیار مطلوب، حساسیت حسگری معادل %/ppm 44/44 را ارایه می کند. ارزیابی های کمی اثبات کرد قدرت انتخاب‎‌گری همین نانوساختار نسبت به غلظت ppm 8/1 از استون به عنوان غلظت آستانه‌ی نشانگر زیستی دیابت نوع اول ، در حضور چندین گاز آلی مزاحم بسیار عالی و بهبود 6 برابری را نشان داد. پاسخ حسگر در غلظت های معینی از استون نسبت به سایر مراجع به میزان 8 درصد برتری داشته است. همچنین، حسگر ساخته شده با زمان پاسخ 18 ثانیه ای واکنش سریع تری دارد که در مقایسه با بهترین نمونه ی ارایه شده در حدود 21 درصد بهبود یافته است.

fabrication of sensitive nanosensor to human exhaled acetone based on wo3 porous nanostructure for monitoring diabetic patients

the aim of this research is the fabrication of nanosensor based on the metal oxide semiconductor tungsten trioxide with the ability to detect acetone gas from exhalation. the structural characteristics of the prepared samples were examined by scanning electron microscope and xray diffraction. the characterization of synthesized and porous spherical nanostructure were performed by dls, bet and bjh analyses. the obtained powders were coated on an interdigitated electrode by deposition method and the electrical resistivity was measured exposed to acetone and some volatile gases. in order to evaluate the sensore selectivity of the sensors, their sensitivity to several samples of volatile organic gases was also examined by increasing the temperature of the sensor to 200°c and 300°c. the obtained results showed that using of tungsten trioxide porous nanostructures in concentrations less than 5 ppm, with very promising linear performance, offers a sensor sensitivity of 44/44 %/ppm. quantitative evaluations proved that the sensor selectivity of this nanostructure is excellent to acetone at the concentration of 1.8 ppm as the threshold concentration of type 1 diabetes biomarker in the presence of several disturbing organic gases. the response of the sensor in certain concentrations of acetone has been superior to other references. the fabricated sensor with a response time of 18 seconds reacts faster, which is improved by about 21% compared to the best sample presented.