[ad_1]

تصویر

تصویر: دانشجوی دکتری Ebzam Alenesi نمونه اولیه ای از یک سنسور هیدروژن فعال شده با نور را در اختیار دارد که می تواند نتایج بسیار دقیق در دمای اتاق ارائه دهد. چشم انداز بیشتر

اعتبار: دانشگاه RMIT

محققان با الهام از سطح بال های پروانه ، سنسور هیدروژن فعال شده با نور را تولید کرده اند که نتایج بسیار دقیق در دمای اتاق می دهد.

این فناوری می تواند نشت هیدروژن را مدت ها قبل از اینکه خطری برای ایمنی ایجاد کند ، تشخیص دهد و می تواند مقادیر کمی گاز در تنفس افراد را برای تشخیص اختلالات روده اندازه گیری کند.

سنسورهای تجاری هیدروژن فقط در دمای 150 درجه سانتیگراد یا بالاتر کار می کنند ، اما نمونه اولیه که توسط محققان دانشگاه RMIT در ملبورن استرالیا تولید شده است ، به جای گرما از نور استفاده می شود.

سنسور مبتنی بر ریزساختارهای ناهموار که از سطح بالهای پروانه تقلید می کنند ، در یک مطالعه جدید منتشر شده در ژورنال با جزئیات شرح داده شده است سنسورهای ACS.

دکتر همیار سرپرست ، دکتر یلیاس صبری گفت که نمونه اولیه مقیاس پذیر ، مقرون به صرفه است و مجموعه کاملی از ویژگی ها را ارائه می دهد که با هیچ سنسور هیدروژن موجود در بازار قابل مقایسه نیست.

صبری گفت: “برخی از سنسورها می توانند مقادیر کم را اندازه گیری کنند ، برخی دیگر می توانند غلظت های بالاتر را تشخیص دهند ؛ همه آنها برای کار به گرمای زیادی نیاز دارند.”

“سنسور هیدروژن ما می تواند هر کاری انجام دهد – این حساس ، انتخابی است ، در دمای اتاق کار می کند و می تواند در یک سطح کامل تشخیص دهد.”

این سنسور می تواند هیدروژن را در غلظت های مختلف از 10 قسمت در میلیون مولکول (برای تشخیص پزشکی) تا 40،000 قسمت در میلیون (سطحی که گاز به طور بالقوه قابل انفجار است) تشخیص دهد.

محقق مشترک دکتر احمد کنجانی گفت: طیف گسترده ای از تشخیص این ماده را برای استفاده پزشکی و ایمنی در اقتصاد نوظهور هیدروژن ایده آل می کند.

وی گفت: “هیدروژن ممکن است سوخت آینده باشد ، اما ما می دانیم که نگرانی های ایمنی می تواند اعتماد عمومی به این منبع انرژی تجدیدپذیر را تحت تأثیر قرار دهد.”

“با ارائه فن آوری حسگر دقیق و قابل اعتماد که می تواند کوچکترین نشتی را مدتها قبل از خطرناک تشخیص دهد ، امیدواریم که بتوانیم به توسعه اقتصاد هیدروژن کمک کنیم که می تواند منابع انرژی را در سراسر جهان دگرگون کند.”

پروانه ها: نحوه کار سنسور

هسته ابتکاری سنسور جدید شامل کره های کوچکی است که به بلورهای فوتونی یا کلوئیدی معروف هستند.

این اشکال توخالی ، شبیه برجستگی های کوچکی که در سطح بال های پروانه دیده می شود ، ساختارهایی کاملا مرتب هستند که در جذب نور بسیار م extremelyثر هستند.

این کارایی به این معنی است که سنسور جدید می تواند تمام انرژی مورد نیاز برای کار را از یک پرتو نور و نه گرما جذب کند.

دانشجوی دکتری و نویسنده اول ابتسام آلنیزی گفت که سنسور دمای اتاق نسبت به سنسورهای تجاری هیدروژن که معمولاً در دمای 150 تا 400 درجه سانتیگراد کار می کنند ایمن تر و ارزان تر است.

وی گفت: “بلورهای فوتونی اجازه می دهد تا حسگر ما توسط نور فعال شود و همچنین سازگاری ساختاری دارد که برای تشخیص قابل اعتماد گاز بسیار مهم است.”

“داشتن یک ساختار ثابت ، کیفیت ثابت تولید و نتایج سازگار بسیار حیاتی است – و این همان چیزی است که طبیعت از طریق این فرم های الهام گرفته از زیست به ما داده است.

“یک فرآیند تولید کریستال فوتونیک به خوبی توسعه یافته به این معنی است که فناوری ما به راحتی در سطوح صنعتی قابل توسعه است ، زیرا صدها حسگر می توانند به طور هم زمان تولید شوند.”

برای ساخت سنسور ، ابتدا یک تراشه الکترون با لایه نازکی از بلورهای فوتونیک پوشانده شده و سپس با ترکیب پالادیوم تیتانیوم پوشانده می شود.

وقتی هیدروژن با تراشه برهم کنش می کند ، گاز به آب تبدیل می شود. این فرآیند یک جریان الکترون ایجاد می کند و با اندازه گیری مقدار جریان سنسور می تواند دقیقاً میزان هیدروژن را تعیین کند.

برخلاف بسیاری از حسگرهای تجاری که با وجود اکسید نیتریک مبارزه می کنند ، این فناوری بسیار انتخابی است ، بنابراین می تواند هیدروژن را از سایر گازها با دقت جدا کند.

برنامه های پزشکی

با افزایش سطح هیدروژن شناخته شده در ارتباط با اختلالات دستگاه گوارش ، این فناوری از توانایی بالایی برای استفاده در تشخیص و نظارت پزشکی برخوردار است.

در حال حاضر ، روش استاندارد تشخیصی از طریق نمونه های تنفسی است که به آزمایشگاه های فرآوری ارسال می شود.

صبری گفت که تراشه جدید می تواند در یک دستگاه دستی ادغام شود تا نتایج فوری حاصل شود.

وی گفت: “در شرایط روده ، تفاوت بین سطح هیدروژن سالم و سطح ناسالم کم است – فقط 10 قسمت در هر میلیون ، اما سنسور ما می تواند چنین اختلافات جزئی را به طور دقیق اندازه گیری کند.”

یک درخواست ثبت اختراع موقت برای این فناوری ثبت شده است و تیم تحقیقاتی امیدوار است با همکاری سازندگان سنسورهای هیدروژن ، پیل های سوختی ، باتری ها یا شرکت های تشخیص پزشکی بتواند سنسور را تجاری کند.

###

مطالعه جدید اوج بیش از دو دهه تحقیقات تشخیص گاز توسط محققان مرکز RMIT برای مواد پیشرفته و شیمی صنعتی (CAMIC) به رهبری پروفسور محترم سوره بهارگاوا است.

محققان پشتیبانی RMIT برای میکروسکوپ و میکروآنالیز (RMMF) ، مرکز تحقیق RMIT MicroNano (MNRF) ، سیستم عامل های توانایی RMIT (ECP) و دانشگاه Al Jouf (عربستان سعودی) و مأموریت فرهنگی عربستان (SACM) در استرالیا را تأیید می کنند. تحصیلات دکتری آلنسی.

“سنسور هیدروژن در دمای پایین: عملکرد بهبود یافته توسط کریستال های کلوئیدی TiO2 با تزریق Pd فعال می شود” ، توسط بهارگاوا و نویسندگان مشترک دکتر ساموئل ایپولیتو ، دیلک کورکوبان و سید رشید همکاری کرده است سنسورهای ACS (DOI: 10.1021 / acssensors.0c01387).

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir