تشخیص ساده گازها به وسیله رنگ آنها
دیجیتالر: پژوهشگران موسسه ملی علوم مواد ژاپن، دانشگاه «هاروارد» و دانشگاه «کنتیکت» دستگاه ساده ای را طراحی و ساخته اند که نوع گازها را با رنگ های رنگین کمانی آنها مشخص می کند.
به گزارش دیجیتالر به نقل از ایسنا و به نقل از تی ان، تعدادی از محققان دستگاه ساده ای را طراحی و ساخته اند که قادر به تصویربرداری از گاز تزریق شده به آن در چندین رنگ مطابق با خواص گازی آنست و قابلیت تشخیص گاز از روی رنگ را فراهم می آورد.
این دستگاه کاربرپسند فشار به وجود آمده توسط گاز تزریق شده را به رنگ های ساختاری تبدیل می کند و در نتیجه از آن تصویربرداری می کند. این فناوری ممکنست بطور بالقوه طیف گسترده ای از کاربردها در زمینه نظارت بر محیط زیست، تضمین ایمنی(Safety Assurance) و مراقبت های بهداشتی به همراه داشته باشد.
تصویربرداری از گازها در خیلی از پروژه های تحقیقاتی پایه و کاربردی در رابطه با گاز، مهمست برای اینکه تقریباً همه گازهای محیط بی رنگ و نامرئی هستند. تنها چند روش برای تصویربرداری جریان گاز محیط، توسعه یافته است که می توان به استفاده از دوربین های مادون قرمز که قادر به تشخیص تغییرات دما و اندازه گیری جریان هوا با بهره گیری از رهاسازی ذرات ردیاب در هوا هستند، اشاره نمود. این روش ها به تجهیزات پیچیده ای نیاز دارند و برای تصویربرداری از انواع مختلف گازها نامناسب هستند. علاوه بر این تصاویری که آنها تولید می کنند برای تحلیل و بررسی خاصیت های گازی مناسب نیستند. یک روش ساده که قادر به تصویربرداری و تحلیل و بررسی همه انواع گازها است، ممکنست کاربردهای گسترده ای مانند اندازه گیری های مبتنی بر تصویر داشته باشد.
این تیم تحقیقاتی دستگاهی ساخته است که قادر به تصویربرداری و تمایز گازهای مختلف با بهره گیری از طیف گسترده ای از رنگ ها(به عنوان مثال، رنگ های ساختاری) بوسیله یک روش ساده و استفاده از پلی دی متیل سیلوکسان(PDMS) است.
پلی دی متیل سیلوکسان(PDMS) یک ماده نرم است که برای نخستین بار به شکل یک ورقه ساخته شد. سپس قسمتی از سطح پلی دی متیل سیلوکسان با پلاسمای آرگون پوشانده شد. سطح پوشانده شده با پلاسما روی سطح یک بستر شیشه ای که پلاسما بصورت لایه ای در آن قرار داده شده بود، قرار داده شد و در آن حالت آنها بطور کامل در تماس با یکدیگر بودند. سطح پلی دی متیل سیلوکسان پوشانده شده با پلاسما، هنگامی که ازطریق یک گاز تزریق شده، فشرده شد و از مرز محکم بین لایه های پلی دی متیل سیلوکسان و شیشه عبور کرد، یک ریز الگوی موج مانند دوره ای را تشکیل داد. این فشرده سازی و تشکیل ریزالگوی حاصل به تولید رنگ های ساختاری منجر گردید.
این مکانیسم برای تصویربرداری و تمایز هر نوع گازی قابل اجرا می باشد. هنگامی که جریان گاز ورودی قطع می شود، رنگ های ساختاری بطور کامل ناپدید می شوند. درجه تغییر شکل پلی دی متیل سیلوکسان به میزان/نرخ جریان، ویسکوزیته و چگالی گازهای تزریق شده بستگی دارد. از آنجا که همه گازها دارای ویسکوزیته و چگالی منحصر به فرد هستند، از این دستگاه می توان برای تمایز و تحلیل و بررسی نمونه های گاز بر طبق این خاصیت ها تحت نرخ جریان ثابت بهره برد.
در تحقیقات آینده، پژوهشگران این مطالعه برای بهینه سازی این دستگاه و بهبود حساسیت آن با هدف سازگاری آن با کاربردهای مختلف(مانند شناسایی گازهای محیطی و نمونه های بیولوژیکی) تلاش خواهند کرد. پژوهشگران این مطالعه همین طور در نظر دارند با ادغام این روش با مهارتهای تشخیص تصویر و یادگیری ماشین و یک دستگاه کوچک افزاره بارجفت شده( Charge-coupled device، CCD) یک تکنیک جدید شناسایی گاز با ساختاری ساده توسعه دهند. افزاره بارجفت شده یا افزاره رنگ بردار یک سنسور تصویربرداری است که از یک مدار یکپارچه شامل آرایه ای از خازن های متصل یا تزویج شده تشکیل می شود.
منبع: دیجیتالر
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب