ناقشت كلية العلوم في جامعة كربلاء رسالة ماجستير للطالب مصطفى رحمان محمد من قسم علوم الفيزياء، تناولت تأثير الغازات السامة (CO, H₂S, NO) في الخصائص التركيبية والإلكترونية والطيفية للفسفورين أحادي الطبقة المطعّم بالبورون والألمنيوم باستخدام طريقة DFT.

وهدفت الرسالة إلى تقييم طاقة الامتزاز والتحسّسية لمركبي BP₁₅ وAlP₁₅ تجاه الغازات السامة، من خلال دراسة البنية الهندسية، فجوة الطاقة، أطوال الأواصر والزوايا، الألفة الإلكترونية، طاقة التأين والتحليل الطيفي باستخدام الدالة الهجينة B3LYP ومجموعة الأساس 6-31G، للتحقيق في إمكانية تصميم مستشعرات غازية عالية الكفاءة.

وأظهرت النتائج أن مركب BP₁₅ يعد مستشعراً فائقاً لغاز NO بقيمة تحسسية بلغت 162%، ومستشعراً جيداً لغاز H₂S بقيمة 79%، بينما كان مركب AlP₁₅ مستشعراً مقبولاً لغاز NO بقيمة 40%. كما أوضحت الحسابات أن الامتزاز في مستشعرات BP₁₅ كان كيميائياً قوياً، في حين كان في مستشعر NO\AlP₁₅ امتزازاً فيزيائياً. كذلك أظهرت نتائج طيف UV-Vis انزياحاً نحو منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة عند أطوال موجية بين 3200–9400 نانومتر.

وأكدت الرسالة أن التطعيم بعناصر مثل البورون والألمنيوم يمكن أن يتحكم في البنية البلورية والخصائص الإلكترونية للفسفورين، مما يجعله مادة واعدة لتصميم مستشعرات غازية عالية الكفاءة.

وأوصت الدراسة بضرورة الاعتماد على مركب BP₁₅ كمستشعر واعد للغازات السامة خاصة NO وH₂S، والتوسع في أبحاث مستقبلية حول أنواع أخرى من التطعيمات لتطوير مواد نانوية ذات فعالية أعلى في الاستشعار.