ساخت نانوسیم های فلزی بررسی خواص و کاربرد آن ها در ساخت حسگرها و زیست حسگرها

در این پروژه تهیه نانو سیم های مس به روش انباشت الکتروشیمیایی درون قالب پلی کربنات با حفراتی به قطر 80-120 نانومتر و با استفاده از محلول سولفات مس انجام شده است. ابتدا یک سمت قالب ها را با پوششی از نقره پوشانده و درون محلول 2/0 مولار از سوالفات مس با 4ph= قرار داده شد. انباشت الکتروشیمیایی تحت پتانسیل mv 400 - نسبت به الکترود مرجع انجام شد. در فصول اول و دوم به بررسی خواص نانو ساختارها و روش های مختلف تهیه نانوساختارها پرداخته شده است. بررسی تغییرات جریان کاتدی در طول فرآیند انباشت به وضوح چهار مرحله را نشان می دهد. مرحله هسته زایی و رشد بر روی بستر نقره، مرحله انباشته شدن حفرات قالب، سر زدن مس از درون حفرات و در نهایت تشکیل فیلم بر روی قالب. نانوسیم های تهیه شده به وسیله تکنیک های مانند میکروسکوپ روبشی الکترونی(sem)، میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) و آنالیز عنصری با اشعه ایکس (edx) مورد ارزیابی قرار گرفت. از تکنیک های الکتروشیمیایی برای بررسی و تعیین نوع مکانیسم هسته زایی و رشد نانوسیم های مس استفاده شد. بررسی توسط ولتامتری چرخه ای نشان داد که فرآایند انباشت تحت شرایط نفوذ کنترل می شود. از نمودار تغییرات جریان در طول زمان برای ارزیابی نوع مکانسیم هسته زایی استفاده شد. بررسی کرونوآمپروگرام ها در طی فرآیند انباشت و رسم نمودارهای بدون بعد و در نهایت مقایسه نتایج تجربی با نمودارهای تئوری نشان داد که مکانیسم هسته زایی از نوع آنی است و مکانسیم رشد از نوع سه بعدی است. در بخش پایانی به کاربرد های مختلف نانوسیم ها در طراحی و پرداخته شده است و کارایی نانوسیم های تهیه شده در ساخت حسگرها و زیست حسگرها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان دهنده کارایی خوب نانوسیم-های مس در اندازه گیری گلوکز براساس اکسیداسیون الکتروشیمیایی و در محیط قلیایی است. همچنین از الکترودهای ساخته شده بر مبنای نانوسیم های مس در ساخت حسگری برای اندازه گیری هیدروژن پراکسید و گلوکز با موفقیت استفاده شده است. برای ارتقاء پارامترهای آنالیزی حسگرهای طراحی شده از روش آمپرومتری معمولی و نیز روش تزریق جریان رونده استفاده شده است.