نجح الباحثون في تطوير شريحة استشعار مرنة توضع داخل الأنبوب من أجل مراقبة جودة السائل الموجود فيه بشكل مستمر. ومن خلال قياس الجهد المستحث داخل طبقة من أنابيب الكربون النانوية، من الممكن تحديد تركيزات المواد المختلفة. يمكن أن يؤدي هذا البحث إلى تحسينات كبيرة في مجال جودة الغذاء وتنظيف البيئة
[ترجمة د. موشيه نحماني]
نجح علماء من جامعة أوساكا في اليابان، بالتعاون مع باحثين آخرين من مؤسستين بحثيتين أخريين (جامعة تشو، جامعة أيندهوفن للتكنولوجيا، المعهد الوطني للعلوم والتكنولوجيا الصناعية المتقدمة) في تطوير ورقة استشعار غير إتلافية لمراقبة جودة السوائل . وفي ضوء حقيقة أن الطريقة تستخدم الجهد المتولد داخل طبقة من أنابيب الكربون النانوية، فإنها لا تتطلب أخذ عينات أو علامات كيميائية أو مصدر إشعاع خارجي. قد يؤدي تطبيق هذا البحث إلى تمكين مراقبة الجودة في الموقع داخل المصانع الكيماوية أو داخل مصادر المياه الحساسة بيئيًا.
يعد رصد المحتوى الكيميائي للمياه المتدفقة عبر الأنابيب أمرًا ضروريًا للتطبيقات الصناعية، مثل إنتاج الأغذية أو المشروبات، وكذلك للكشف عن الملوثات البيئية في الجداول السائلة التي تصل في النهاية إلى البيئة. ومع ذلك، فإن الطرق الحالية لهذا تتطلب أخذ عينات دورية من مصدر المياه، فضلا عن استخدام الكواشف الكيميائية. ولذلك، هناك حاجة إلى نهج مبتكر للرصد المستمر وغير المدمر.
والآن، نجح فريق من الباحثين في تطوير شريحة مرنة تستخدم طبقة من أنابيب الكربون النانوية كطبقة استشعار ضوئية. بمجرد تعرضها للإشعاع الضوئي، يمكن لأنابيب الكربون النانوية توليد جهد كهربائي، والذي يمكن قياسه بواسطة أقطاب كهربائية متصلة. يوضح الباحث الرئيسي: "جهازنا، الذي يتضمن لوحًا مطاطيًا، مزود بمستشعر بصري عريض النطاق ذو حساسية عالية، ويسمح بربطه بمجموعة واسعة من أشكال الأنابيب". ويمكن أيضًا مراقبة التغيرات في درجة حرارة الماء بشكل مقبول بناءً على إشعاع الجسم الأسود. للكشف عن الشوائب أو اختبار المشروبات، يمكن استخدام مصدر خارجي للأشعة تحت الحمراء في نطاق تيراهيرتز. وهذا يعني أنه من الممكن تطبيق الأساليب الطيفية من أجل مراقبة جودة السوائل المتدفقة بشكل مستمر. يقول بعض الباحثين: "يمكن لورقة الاستشعار الضوئية قياس التركيز ودرجة الحرارة واللزوجة ومواقع الشقوق التي تتشكل في الأنابيب بسهولة، وهي نتائج يمكن أن تساهم في التطوير المستقبلي لأنظمة فعالة لمراقبة البيئة". وقام الباحثون بفحص النظام ووجدوا علاقة مباشرة بين تركيز الجلوكوز (السكر) والتوتر المتولد في وجوده بطريقة مقبولة. ويأمل الفريق أن يؤدي هذا البحث إلى تحديث أساليب مراقبة الجودة الصناعية، حيث سيكون من الممكن مراقبة تركيزات الشوائب بشكل مستمر، بدلاً من إجراء جمع العينات في الوقت المحدد.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
