توسعه یک حسگر با الهام از بینی شتر - یزد بلاگ

به گزارش خبرنگاران و به نقل از انجمن شیمی آمریکا، این دستگاه نو می تواند سطوح پایین مولکول های آب را در هوا تشخیص دهد و اطلاعات جالبی از جمله یافتن منابع آب در شرایط سخت محیطی یا تعاملات بدون تماس با رایانه ها را در اختیار کاربران قرار دهد.

حسگرهای رطوبتی مختلف موجود در بازار نقاط قوت و ضعف خود را دارند، برخی از آنها حساسیت کمی در تشخیص آب دارند و برخی دیگر با وجود قابلیت حساسیت بالایی که دارند، از عملکرد مناسبی در تمامی شرایط برخوردار نیستند و عملکرد آنها تحت تاثیر شرایط محیطی مختلف مانند هنگام قرار گرفتن در معرض نور شدید خورشید، به خطر می افتد. دانشمندان در چین در پی ساخت دستگاهی بودند که هم دوام و هم حساسیت بالا داشته باشد که در نهایت برای انجام این کار به بینی حساس شترها روی آوردند.

بینی شترها دارای ساختارهای باریک با سطح وسیع است که از طریق مخاط جذب کننده آب پوشانده شده اند که ظرفیت خازنی/الکتریکی این مخاط نیز با نوسانات در رطوبت هوا، تغییر می کند. این امر باعث می شود این حیوانات در شناسایی آب در محیط های خشک بسیار مؤثر باشند، بنابراین دانشمندان از بینی آنها به عنوان الگویی برای توسعه نوع نوی از حسگر رطوبتی با درجه حساسیت بالا استفاده کردند.

این دستگاه از یک شبکه پلیمری متخلخل تشکیل شده است که با مولکول هایی به نام زویتریون (Zwitterion) پوشانده شده است که مولکول ها رطوبت را جذب می کنند و توانایی مخاط بینی شتر در تغییر ظرفیت الکتریکی با تغییر رطوبت را تقلید می کنند. زویتریون در شیمی به مولکولی گفته می شود که به دلیل وجود بارهای منفی و مثبت هم توان، دارای بار الکتریکی خنثی بوده و به همین دلیل اصطلاحا زویتریون (zwitterion) نامیده می شود.

محققان اظهار کرده اند در آزمایشات، این حسگر هم از دوام و هم از حساسیت خوبی برخوردار بوده است و با موفقیت نیز توانسته عمل تغییر رطوبت را در اگزوزهای داغ صنعتی تشخیص دهد. علاوه بر آن این حسگر توانایی تشخیص سریع برگ های تازه، کهنه و خشک را نیز داشته است. همچنین حسگر یاد شده قادر به شناسایی محل یک منبع آب نیز بوده و توانسته رطوبت حاصل از بدن انسان را نیز تشخیص دهد.

یافته های این مطالعه در مجله ACS Nano منتشر شد.