تصویر پایدار شده مولکول آب در کنار نقص ایجاد شده بر روی نانو لوله کربنی در شکل (۴-۱۲) قابل مشاهده می باشد.
شکل (۴-۱۳) مولکول آب پایدار شده در کنار نقص موجود در نانو لوله کربنی
۴-۲ نتایج آزمایش ها
۴-۲-۱ بررسی تغییرات مقاومت سنسور مورد مطالعه در معرض تغییرات رطوبت
در این آزمایشات از سنسور ساخته شده با بهره گرفتن از نانولوله های کربنی تک جداره استفاده شده است. جهت انجام آزمایشات اولیه از دستگاه تست سنسور گاز موجود در پژوهشکده فناوری نانو دانشگاه شیراز استفاده شد. ابتدا به صورت آزمایشی در دمای ثابت اتاق (۶/۲۴ درجه سانتیگراد) یک اسفنج در محفظه بسته دستگاه قرار داده شد و تغییرات مقاومت به نسبت تغییرات رطوبت درون محفظه به صورت نشان داده شده در شکل (۴-۱۴) بدست آمد.
شکل(۴-۱۴) تغییرات مقاومت سنسور نانولوله کربنی در برابر تغییرات رطوبت
میزان رطوبت موجود در محفظه توسط سنسور مرجع نصب شده در آن گزارش شده است. همانطور که در شکل(۴-۱۴) مشاهده می شود, تغییرات مقاومت به شکل قابل قبولی خطی و بدون اعوجاج است.
با توجه به پاسخ خطی و قابل قبول سنسور یاد شده, جزییات بیشتر آن که مهمترین آنها زمان افت و خیز و همچنین تعیین اندازه بهینه برای سنسور می باشد توسط همان دستگاه اندازه گیری مورد بررسی قرار گرفت.
۴-۲-۲ بررسی زمان افت و خیز
زمان لازم برای تغییر ناگهانی مقاومت سنسور به دلیل تغییر ناگهانی (پله ای) رطوبت را زمان افت / خیز سنسور می نامیم. هر چه زمان خیز برای یک سنسور کمتر باشد سرعت پاسخگویی آن بیشتر و به یک سنسور ایده آل تجاری نزدیک تر است. همچنین زمان افت کم به معنی برگشت پذیری سریع سنسور می باشد که از مسایل حائز اهمیت در سنسور های تجاری است. ساختار برخی سنسور هایی که تا به حال ساخته شده اند رطوبت را در خود نگه داشته و به آرامی از دست می دهد که به معنی زمان افت زیاد میباشد. در بعضی موارد ممکن است این زمان چندین ساعت و یا حتی چند روز باشد. که به ناچار از تسریع کننده هایی مانند دما و یا انرژی ماورائ بنفش استفاده می شود.
روش هایی مانند تابش اشعه ماورائ بنفش یا گرم کردن سنسور در دوره های زمانی متناوب در طول کار سنسور, جهت سرعت بخشی به کم کردن زمان برگشت پذیری, موثر می باشد. بر اساس ترمودینامیک, نرخ جذب یا واجذب مولکول های گاز بر سطوح جامد را می توان به صورت (۴-۱) و (۴-۲) بیان کرد:
(۴-۲۱) | |
(۴-۲۲) |
که در آن ra و rd نرخ جذب و واجذب هستند.
به ترتیب Ea و Ed انرژی اکتیواسیون جذب و واجذب, همچنینT دما, K و K′ ثابت نرخ جذب و واجذب هستند.
Ѳ کسری از اشغال سطح است. f(Ѳ) تابعی وابسته به سطح خالی (۱-Ѳ) وf′(Ѳ) تابعی وابسته به صورت کلی فضای اشغال شده سطح (Ѳ)است.