سیاست و بازاریابی

آخرين مطالب

یک قدم تا ماسک‌های هوشمند؛ گازهای خطرناک قابل شناسایی شدند اخبار

یک قدم تا ماسک‌های هوشمند؛ گازهای خطرناک قابل شناسایی شدند
  بزرگنمايي:

سیاست و بازاریابی - پژوهشگران مؤسسه علم و فناوری دِگو-گیونگ‌بوک کره جنوبی حسگر گازی پوشیدنی جدیدی توسعه داده‌اند که می‌تواند روی ماسک قرار گیرد و گازهای خطرناک موجود در محیط را به‌صورت لحظه‌ای شناسایی کند.

به گزارش خبرگزاری مهر، این فناوری با رشد مستقیم دیواره‌های نانویی گرافن روی الیاف پلیمری، یک ساختار سلسله‌مراتبی «نانو روی نانو» ایجاد می‌کند که علاوه بر افزایش سطح تماس حسگر با مولکول‌های گاز، حرکت این مولکول‌ها را نیز کنترل می‌کند و در نتیجه حساسیت حسگر را افزایش می‌دهد.
سال‌های اخیر، حسگرهای پوشیدنی به یکی از حوزه‌های مهم فناوری تبدیل شده‌اند. بخشی از این حسگرها برای پایش وضعیت بدن طراحی می‌شوند، اما گروه دیگری از آن‌ها وظیفه‌ای متفاوت دارند: بررسی محیطی که فرد در آن تنفس می‌کند. چنین حسگرهایی می‌توانند روی پوست، لباس یا ماسک نصب شوند و وجود گازهای خطرناک را پیش از آنکه غلظت آن‌ها به سطوح نگران‌کننده برسد، شناسایی کنند.
این قابلیت به‌ویژه در محیط‌های صنعتی اهمیت دارد؛ جایی که کارکنان ممکن است در معرض گازهای سمی یا آلاینده قرار بگیرند. بااین‌حال، ساخت یک حسگر گازی که بتواند برای مدت طولانی روی ماسک یا سایر تجهیزات پوشیدنی قرار گیرد، کار ساده‌ای نیست. حسگر باید سبک، انعطاف‌پذیر و مقاوم باشد و در عین حال اجازه دهد هوا و رطوبت به‌راحتی عبور کنند. اگر قرار باشد یک حسگر روی ماسک نصب شود، نمی‌توان برای افزایش حساسیت آن، مسیر تنفس کاربر را هم قربانی کرد. بدن انسان، برخلاف بعضی تجهیزات آزمایشگاهی، معمولاً علاقه‌ای به مصالحه با طراحی مهندسی ندارد.
گروهی به سرپرستی سونگ‌وون لی، استاد گروه فیزیک و شیمی مؤسسه علم و فناوری دِگو-گیونگ‌بوک، برای حل این چالش به سراغ ترکیبی از نانوالیاف پلیمری و گرافن رفته‌اند. نتیجه کار، ساخت یک شبکه نانویی سه‌بعدی است که در آن دیواره‌های نانویی گرافن مستقیماً روی سطح الیاف پلیمری رشد داده شده‌اند.
نانوالیاف پلیمری به دلیل وزن کم، انعطاف‌پذیری و قابلیت عبور مناسب هوا، گزینه جذابی برای ساخت حسگرهای پوشیدنی هستند. بااین‌حال، این مواد یک محدودیت مهم دارند: سطح مؤثر آن‌ها برای برهم‌کنش با مولکول‌های گاز محدود است. از سوی دیگر، تولید مستقیم مواد کربنی عملکردی مانند گرافن معمولاً به دماهای بالا نیاز دارد و همین موضوع می‌تواند به ساختارهای پلیمری آسیب بزند.
پژوهشگران برای عبور از این مشکل، روش جدیدی را به‌کار گرفتند که در آن دیواره‌های نانویی گرافن با استفاده از رسوب‌دهی شیمیایی از فاز بخار به کمک پلاسمای کم‌دما، یا CVD پلاسمایی، روی سطح الیاف پلیمری مقاوم به حرارت تشکیل می‌شوند. استفاده از فرایند کم‌دما این امکان را فراهم کرد که دیواره‌های گرافنی بدون تخریب شکل و ساختار اولیه الیاف رشد کنند.
در این فرایند، دیواره‌های گرافنی به‌صورت عمودی روی سطح الیاف قرار می‌گیرند و در نتیجه ساختاری متراکم اما همچنان متخلخل ایجاد می‌شود. این معماری نانویی، سطح در دسترس برای تماس با مولکول‌های گاز را به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌دهد، در حالی که شبکه پلیمری همچنان انعطاف‌پذیری و قابلیت عبور هوا را حفظ می‌کند.
اما نکته جالب‌تر این پژوهش فقط افزایش سطح حسگر نیست. پژوهشگران دریافتند که دیواره‌های نانویی گرافن می‌توانند حرکت مولکول‌های گاز را نیز تحت‌تأثیر قرار دهند. فضای بسیار باریک میان دیواره‌های گرافنی نوعی اثر محصورشدگی ایجاد می‌کند که باعث می‌شود مولکول‌های گاز برای مدت بیشتری در این فضاها باقی بمانند.
این اتفاق احتمال برخورد مولکول‌های گاز با سطح گرافن را افزایش می‌دهد و در نتیجه فرصت بیشتری برای برهم‌کنش میان ماده حسگر و گاز فراهم می‌شود. شبیه‌سازی‌های انتقال گاز و آزمایش‌های انجام‌شده توسط تیم پژوهشی نیز نشان داد که درون ساختار سلسله‌مراتبی دیواره‌های گرافنی، مسیر حرکت مولکول‌ها و تعداد برخوردهای موضعی آن‌ها افزایش پیدا می‌کند.
در نتیجه، حسگر تنها به این دلیل عملکرد بهتری ندارد که «سطح بیشتری» در اختیار دارد، بلکه معماری نانویی آن باعث می‌شود مولکول‌های گاز مدت بیشتری در نزدیکی سطح فعال باقی بمانند و احتمال برهم‌کنش آن‌ها با ماده حسگر افزایش پیدا کند. همین رویکرد، یکی از مهم‌ترین جنبه‌های نوآورانه این مطالعه به‌شمار می‌رود.
پژوهشگران عملکرد ساختار توسعه‌یافته را برای شناسایی گاز دی‌اکسید نیتروژن (NO₂) نیز بررسی کردند. دی‌اکسید نیتروژن یکی از آلاینده‌های مهم هوا و گازی خطرناک است که می‌تواند در محیط‌های صنعتی و شهری وجود داشته باشد. نتایج آزمایش‌ها نشان داد ساختار نانوشبکه گرافنی می‌تواند عملکرد حسگری را بهبود دهد و امکان شناسایی مؤثرتر این گاز را فراهم کند.
یکی از مراحل مهم این پژوهش، خارج‌شدن فناوری از محیط آزمایشگاه و آزمایش آن روی یک بستر پوشیدنی واقعی بود. تیم تحقیقاتی حسگر توسعه‌یافته را روی یک ماسک هوشمندنصب کرد و نشان داد که این سامانه می‌تواند برای پایش طولانی‌مدت گازها مورد استفاده قرار گیرد، بدون اینکه قابلیت تنفس‌پذیری و انعطاف‌پذیری ماسک به شکل قابل‌توجهی کاهش پیدا کند.
به‌گفته سونگ‌وون لی، اهمیت این مطالعه تنها در افزایش سطح تماس حسگر با گازها نیست، بلکه در ارائه یک اصل طراحی جدید برای افزایش عملکرد حسگرهاست؛ اصلی که به‌جای تمرکز صرف بر افزایش سطح، حرکت خود مولکول‌های گاز درون ساختارهای نانویی را نیز کنترل می‌کند.

لینک کوتاه:
https://www.siasatvabazaryabi.ir/Fa/News/799258/

نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield
مخاطبان عزیز به اطلاع می رساند: از این پس با های لایت کردن هر واژه ای در متن خبر می توانید از امکان جستجوی آن عبارت یا واژه در ویکی پدیا و نیز آرشیو این پایگاه بهره مند شوید. این امکان برای اولین بار در پایگاه های خبری - تحلیلی گروه رسانه ای آریا برای مخاطبان عزیز ارائه می شود. امیدواریم این تحول نو در جهت دانش افزایی خوانندگان مفید باشد.

ساير مطالب

چرا «شناسایی نوترینو» برنده جایزه نوبل فیزیک 2026 شد؟

پورت غیررسمی Gears of War 3 برای PC اکنون به طور کامل قابل بازی است

نازک شدن شبکیه ممکن است پیش از ابتلا به پیش‌دیابت آغاز شود

بازی The Conjuring: Unspoken هفته آینده در نتفلیکس منتشر می‌شود

بیش از دو دقیقه از گیم‌پلی بازی لغوشده Perfect Dark منتشر شد؛ نمایش مناطق جدید و سیستم مبارزات

فوران قدرتمند خورشیدی شفق قطبی را به ارمغان آورد

«تلسکوپ فضایی جیمز وب» از جمع ستاره‌ها پرده برداشت

نجوم؛ چشم فضایی برای یافتن ماهواره در مدار/اجرای پروژه‌های مشترک ایران و چین

این گوشی سامسونگ از امروز منسوخ است و دیگر آپدیت نمی‌شود

برنده نوبل فیزیک 2026: شانس آوردم نوبل بردم!

برنامه صندوق نوآوری برای هوشمندسازی جذب سرمایه استارت‌آپ‌ها

بازنگری سند علوم و فناوری‌های شناختی با تأکید بر اولویت‌بندی حوزه‌ها

مهندسان اولین سازه تیتانیومی شناور جهان را ساختند

آنر از یک گوشی اقتصادی دیگر با نمایشگر پشتی رونمایی کرد

کسب مدال طلای INOVA 2026 توسط دانشجوی دانشگاه تهران

مانیتور اداری جدید لنوو با قیمت بسیار منطقی رونمایی شد

برندگان جایزه نوبل شیمی 2026 معرفی شدند

پیشنهاد ایجاد شبکه آزمایشگاه‌های فوتونیک بریکس از سوی ایران

عکس روز ناسا از آتش‌بازی کیهانی

لشکر روبات‌ها کارگران ساختمانی را بیکار می‌کنند

پاوربانک 45 وات جدید یوگرین با نمایشگر رنگی و استانداردهای پیشرفته ایمنی معرفی شد

فوری: گلکسی A57 سامسونگ به One UI 9.0 آپدیت شد

امید دانشمندان برای لاغری با چربی قهوه‌ای، با یک معمای تازه روبه‌رو شد

ارتباط مصرف حبوبات با کاهش شیوع بیماری‌های قلبی

کم و زیاد نخوابید تا زوال عقل نگیرید

بهبود دیابت نوع 2 با رژیم غذایی و ورزش هوازی

لحظه اعلام خبر نوبل به فرزندان؛ من برنده شدم

شناسایی باکتری‌های سودمند کشاورزی با کمک هوش مصنوعی

برای دومین بار در دنیا، سویه‌ای قارچ بیمارستانی در برابر تمام داروها مقاوم شده است

مدیر ناسا: یوفوها می‌توانند یک «لحظه اسپوتنیک» باشند

پرتاب 3 ماهواره از منظومه شهید سلیمانی تا شب عید

پزشکان تومور جنین را در رحم مادر کوچک کردند!

درخواست از رئیس‌جمهور برای احیای ستاد مستقل علوم و فناوری های شناختی

تولید رادیو داروی ایرانی برای شناسایی گره‌های لنفاوی درگیر با سرطان

هک حساب‌های پلی‌استیشن با فریب پشتیبانی سونی؛ وقتی مهندسی اجتماعی از رمز عبور قوی‌تر عمل می‌کند

لپ‌تاپ اندرویدی گوگل‌بوک در ابتدا از گوشی‌های سامسونگ پشتیبانی نمی‌کند

گوشی اقتصادی Y32 ویوو با مشخصات قابل قبول رونمایی شد

آل‌این‌وان جدید لنوو از راه رسید؛ نمایشگر 100 هرتز، تراشه i5 و 16 گیگابایت رم

تاثیر تفاوت نسل‌ها بر صنعت گردشگری جهان

بازی GTA 5 به مرورگرها راه پیدا کرد، اما راکستار جلوی آن را گرفت

مغز کوچک روی تراشه؛ نانوحسگری که اثر داروی پارکینسون را رصد می‌کند

قهوه فراتر از کافئین؛ 7 اثر کمترشناخته‌شده بر بدن

گوشی «توربو» جدید ویوو با باتری بزرگ و تراشه میان‌رده قدرتمند اسنپدراگون معرفی شد

مشکل آنتن آیفون 18 پرو مکس؛ اپل همچنان دلیل اصلی را اعلام نکرده است

ساخت سپر نانویی برای سربازان و کشاورزان

تصویر منتسب‌به گلکسی S27 اولترا، رنگ‌های جدید گوشی را نشان می‌دهد

نقد و بررسی بازی End of Abyss

ترمیم 92 درصدی زخم دیابتی موش‌ها با یک پچ میکرونیدلی ترکیبی

در کوهپایه‌های ایتالیا بودم که فهمیدم برنده نوبل شده‌ام!

هواوی میت 90 پرو مکس در بنچمارک‌ها قدرت‌نمایی کرد؛ رجزخوانی برای اسنپدراگون و تراشه‌های آیفون