به نقل از «ایسکانیوز»

تکنیک جدید یک محقق ایرانی در ساخت حسگرهای کارآمدتر /قطره‌ای که همه چیز را تغییر داد

تاریخ انتشار: ۲۴ مرداد ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۴۶۹۶۵۵

به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز به نقل از SciTechDaily؛ مهندسان دانشگاه مک‌کواری در استرالیا با کمک کربن فشرده‌تر نانوحسگرهایی را طراحی کرده‌اند که هم مقرون به‌صرفه‌تر است و هم کارایی و تطبیق‌پذیری بالاتری دارد. محققان ادعا می‌کنند که با روش مذکور به طور قابل توجهی فرآیند کلیدی را در این جهانی چند تریلیون دلاری بهبود بخشند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

این تیم تحقیقاتی به جای فرآیند معمولی که شامل حرارت دادن مواد تا دمای بالاست، از یک قطره اتانول استفاده کردند.

نوشین نصیری، دانشیار سرپرست آزمایشگاه نانوتکنولوژی در دانشکده مهندسی دانشگاه مکواری، می‌گوید: نانوحسگرها معمولاً از میلیاردها نانوذره تشکیل می‌شوند که روی سطح حسگر کوچکی رسوب می‌کنند، اما بیشتر این حسگرها در همان ابتدا کار نمی‌کنند. به این دلیل که نانوذرات به واسطه پیوندهای طبیعی ضعیف به یکدیگر متصل می‌شوند و شبکه‌ای ایجاد می‌کنند، اما آنقدر شکاف بین آنها ایجاد می‌شود که نمی‌توانند به درستی سیگنال‌های الکتریکی را منتقل کنند. بنابراین، حسگر کار نمی‌کند.

دستگاه سان‌واچ

تیم نوشین نصیری این یافته را زمانی کشف کرد که در حال پژوهش روی بهبود عملکرد حسگرهای ماورای بنفش ساعت هوشمندی به نام «سان‌واچ» بود. نصیری بابت فناوری که در سان‌واچ به کار رفته، برنده جایزه Eureka امسال شد. سان‌واچ دستگاهی شبیه به ساعت است که به کاربر خود هشدار می‌دهد در معرض اشعه‌های مضر فرابنفش قرار گرفته است.

به طور کلی، نانوحسگرها از لایه‌هایی از نانوذرات تشکیل شده‌اند که نسبت سطح به حجم آنها زیاد است و در نتیجه نسبت به ماده‌ای که برای شناسایی آن طراحی شده‌اند، بسیار حساس می‌شوند. اما اکثر نانوحسگرها تا زمانی که در یک فرآیند ۱۲ ساعته زمان‌بر و پرمصرف انرژی (در کوره) با استفاده از دمای بالا برای همجوشی لایه‌های نانوذرات گرم نشوند، به طور موثر کار نمی‌کند. در واقع این فرآیند در نانوحسگرها کانال‌هایی ایجاد می‌کند که به الکترون‌ها اجازه عبور از لایه‌ها را می‌دهد تا حسگر کار کند.

نوشین نصیری و جیدن چن از دانشمندان دانشگاه مک‌کواری، قطرات اتانول را روی نانوحسگرها آزمایش می‌کنند

اما به گفته نوشین نصیری، کوره بیشتر حسگرهای مبتنی بر پلیمر را از بین می‌برد و نانوحسگرهای حاوی الکترودهای ریز را، مانند آنهایی که در یک دستگاه نانوالکترونیکی وجود دارد، ذوب می‌کند. از این رو، در حال حاضر نمی‌توان از بسیاری از مواد برای ساخت حسگر استفاده کرد، زیرا آنها تحمل گرمای بالا را ندارند.

در این راستا، محققان دانشگاه مکواری، تکنیک جدیدی را کشف کردند که این فرآیند گرمایشی شدید را دور می زند و به نانوحسگرها اجازه می‌دهد از طیف وسیع‌تری از مواد ساخته شوند.

نصیری می‌گوید: افزودن یک قطره اتانول به لایه حسگر، بدون قرار دادن آن در کوره، به حرکت اتم‌های روی سطح نانوذرات کمک می‌کند و علاوه براین، شکاف‌های بین نانوذرات را از بین می‌برد.

او می‌افزاید: در آزمایش‌هایمان نشان دادیم که اتانول کارایی و پاسخگویی حسگرهای ما را به میزان قابل توجهی بهبود می‌بخشد؛ بدون اینکه حسگرها ۱۲ ساعت حرارت ببیند.

این روش جدید پس از آن کشف شد که جیدن چن هنگام شستن کوره، به طور تصادفی مقداری اتانول را روی حسگر پاشید. این حادثه معمولا حسگرها را از بین می‌برد، اما او متوجه شد که این حسگر از نمونه‌های دیگری که تا به حال ساخته‌اند، بهتر عمل می‌کند.

با این حال، گروه دکتر نصیری مدت‌ها وقت صرف کردند تا با دقت زیادی مقادیر مختلف اتانول را آزمایش کنند تا متوجه شوند چه حجمی از اتانول باعث بهبود عملکرد حسگرها می‌شود.

نصیری می‌گوید: در آزمایش‌ها متوجه شدیم که ۳ میکرولیتر از اتانول خیلی کم است و هیچ تاثیری ندارد. ۱۰ میکرولیتر هم خیلی زیاد بود و لایه حسگر را به کلی ذوب می‌کرد. پنج میکرولیتر اندازه درستی بود! در نهایت دستورالعملی برای کارکرد نانوحسگرها ایجاد کردیم و آن را با حسگرهای نور فرابنفش و همچنین با نانوحسگرهایی که دی‌اکسید کربن، متان، هیدروژن و موارد دیگر را تشخیص می‌دهند، آزمایش کردیم. نتیجه یکسان بود.

این تیم تحقیقاتی پس از اینکه یک قطره اتانول پنج میکرولیتری را درست کردند، روی یک حسگر چکاندند و متوجه شدند که در حدود یک دقیقه حسگر فعال می‌شود. در واقع با این کار یک فرآیند آهسته و بسیار پرمصرف انرژی را به فرآیند سریع، کم‌مصرف و بسیار کارآمدتر تبدیل کردند.

درباره نوشین نصیری

نوشین نصیری کارشناسی‌ و کارشناسی ارشدش را در رشته مهندسی مواد از دانشگاه تهران گرفته است. در سال ۲۰۱۲ به استرالیا مهاجرت کرده و ادامه تحقیقاتش را در آزمایشگاه پژوهش‌های نانو تکنولوژی دانشگاه ملی استرالیا انجام داده و مدرک دکترای خود را از این دانشگاه دریافت کرده است. دوره پست‌دکتری‌اش را نیز در دانشگاه سیدنی گذرانده و هم‌اکنون دانشیار و رئیس آزمایشگاه نانوتکنولوژی دانشکده فنی دانشگاه مک‌کواری است. او یکی از سوپراستارهای STEM (رشته‌های علوم، فناوری ریاضی، مهندسی و ریاضیات) استرالیاست و تاکنون موفق به دریافت جوائز متعددی از جمله رتبه نخست رقابت AMP Amplify Ignite در سال ۲۰۱۷ و جایزه انتخاب مردمی در بخش نهایی مسابقات معروف تز سه دقیقه‌ای موسوم به 2015 ANU 3MT Grand Final شده است.

انتهای پیام/

نسترن صائبی صفت کد خبر: 1194146 برچسب‌ها فناوری نانو

منبع: ایسکانیوز

کلیدواژه: فناوری نانو

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.iscanews.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسکانیوز» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۴۶۹۶۵۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

«کوری مطلق و مرگ» در انتظار مصرف کنندگان «الکل»

کارشناسان بهداشت می‌گویند که سطح امنی برای نوشیدن الکل وجود ندارد، زیرا مصرف الکل هفتمین عامل خطر مرگ و میر در سراسر جهان است.

مصرف شدید الکل می‌تواند کبد را تحت فشار قرار دهد؛ زیرا کبد عضوی است که الکل را فیلتر می‌کند. اگر کبد مجبور به فیلتر کردن الکل باشد، می‌تواند متابولیت‌هایی تولید کند که برای سلامتی شما مضر است و می‌تواند باعث بیماری‌هایی مانند کبد چرب، هپاتیت و سیروز شود.

ثابت شده است که الکل به تمام دستگاه گوارش آسیب می‌رساند. بر اساس بررسی در سال ۲۰۱۴ در مجله جهانی گوارش، اتانول علاوه بر کبد و لوزالمعده، می‌تواند به مری، روده و معده آسیب مستقیمی وارد کند. الکل همچنین فشار خون را افزایش می‌دهد و اگر به طور مکرر و به مقدار زیاد مصرف شود، می‌تواند به قلب آسیب برساند. ایجاد سرطان تحقیقات الکل را با تعدادی از سرطان‌ها از جمله سرطان سینه، کبد و روده بزرگ مرتبط دانسته است. یک بررسی در سال ۲۰۱۷ در تحقیقات فارماکولوژیک نشان می‌دهد که الکل ممکن است رشد تومورهای سرطانی را تحریک کرده و پیشرفت و تهاجمی تومورها را تقویت کند. شاهین شادنیا، استاد دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی درباره افزایش موارد مسمومیت با الکل‌های سمی، اظهار کرد: اغلب موارد، مسمومیت‌هایی هستند که به بهانه تفریح، اقدام به مصرف مشروبات دست ساز و سمی کرده‌اند.وی با بیان این که در کشور ما تولید و واردات مشروبات الکلی ممنوع است، افزود الکل هایی که به صورت دست‌ساز تولید و یا قاچاق وارد کشور می شوند زمینه‌ساز بروز مسمومیت‌های خطرناک می‌شوند.رئیس بخش مسمومین بیمارستان لقمان حکیم گفت: ماده اصلی در مشروبات الکلی "اتانول" است که در مقدار و مصرف مشخص معمولا باعث بروز مسمومیت های جدی در افراد نمی‌شوند. وی با تاکید بر این که مصرف الکل‌ اتیلیک یا اتانول در اغلب موارد سمیت جدی و خطر مرگ و میر برای افراد ندارد، اضافه کرد: صرفا مصرف بیش از حد این مشروبات الکلی می‌تواند خطرناک باشد.

رئیس بخش مسمومین بیمارستان لقمان حکیم با تاکید بر اینکه به دنبال مصرف مشروبات الکلی حاوی اتانول و به محض بالا رفتن سطح آن در خون، علایم مسمومیت سریع ایجاد می‌شود، گفت: در مورد الکل‌های سمی و غیر استاندارد مشکل اینجاست که این مواد سمی در فاز اولیه بعد از مصرف نشانه یا علامت خاصی ندارند و وقتی این مواد سمی وارد بدن می شوند، شروع به متابولیزه شدن می‌کنند و سپس باعث بروز علایم مسمومیت می‌شوند. وی با بیان اینکه ایجاد علایم مسمومیت با متانول زمانبر است، هشدار داد: عمده بیماران بین 12 ساعت و یا حتی در مواردی تا 72 ساعت بعد از مصرف این الکل‌های سمی دچار نشانه‌های مسمومیت می‌شوند.

رئیس بخش مسمومین بیمارستان لقمان حکیم با اشاره به اینکه مصرف مشروبات الکلی سمی با درجاتی از اختلال بینایی همراه است، عنوان کرد: افراد به دنبال مصرف اینگونه از مشروبات، معمولا بعد از چند ساعت به یکباره دچار تاری و یا سیاهی دید می‌شوند. نشانه‌هایی مثل برفکی شدن دید و یا مگس پران و متاسفانه در شرایط وخیم تر شدن مسمومیت، کوری مطلق از مهمترین عارضه‌های مصرف مشروبات الکلی سمی و دست ساز حاوی متانول است. وی با بیان این که مراجعه سریع به مراکز درمانی به دنبال مسمومیت با مشروبات الکلی ضرورت دارد، تاکید کرد: بسیاری از افراد با فرض این که با گذشت زمان نشانه‌های مسمومیت کمتر می‌شود در همان ساعات اولیه به مراکز پزشکی مراجعه نمی کنند، این کار می‌تواند با خطرات جدی همراه باشد، که آسیب‌های چشمی، کوری، کاهش سطح هوشیاری و حتی مرگ از جمله آن است. این استاد دانشگاه با بیان این موضوع که مشروبات الکلی که به صورت قاچاق وارد کشور و یا به صورت غیرمجاز تهیه می شوند خطرات جدی برای مصرف کننده به همراه دارند، ادامه داد: معمولا افراد سودجو در مراحل ساخت این مواد از الکل های حاوی متانول و یا سایر الکل های سمی استفاده می کنند و همین موضوع زمینه‌ساز بروز مسمومیت شده است. شادنیا با بیان اینکه به طور کلی مصرف بیش از حد مشروبات الکلی حاوی اتانول (الکل اتیلیک) با نشانه‌هایی همراه است، گفت: اختلال تعادل، ناهماهنگی بین فعالیت‌های عضلانی و مغزی، پرخاشگری، خواب آلودگی و یا افت قندخون از نشانه‌های مصرف این مشروبات الکلی است.

شادنیا با یادآوری اینکه نشانه‌های مسمومیت با الکل‌های سمی با تاخیر بروز می‌کند، هشدار داد: نکته مهم درباره الکل‌های سمی این است که هر فردی که از این مشروبات استفاده کند، دچار مسمومیت می شود. بنابراین میزان مصرف، عامل تعیین کننده در بروز نشانه‌ها و آسیب نیست، مصرف این الکل های سمی در هر اندازه ای خطرناک است.

منبع: خبرگزاری فارس