كاشف الأوزون المصغر المحمول

نجح باحثون في فرايبورج بألمانيا في تطوير مستشعر أوزون مصغر ومحمول وحساس بشكل خاص ويمكن استخدامه ليس فقط في الهواء، ولكن أيضًا في الماء وبالقرب من الغازات المتفجرة.

وفي معهد فيزياء الحالة التطبيقية المكثفة في فرايبورج بألمانيا، يجري تطوير أجهزة استشعار كيميائية محسنة لا تقدر بثمن. أحد المجالات التطبيقية ذات الأهمية الخاصة هو القياس المنتظم لمحتوى الأوزون في الهواء وفي البيئات الأخرى. يعد غاز الأوزون عامل مؤكسد قوي ويمكن أن يسبب مجموعة من الأعراض الصحية لدى البشر، بما في ذلك التمزق وتهيج الأغشية المخاطية في الفم والحلق والشعب الهوائية والصداع والسعال وحتى تدهور وظائف الرئة.

المصادر الرئيسية لتلوث الأوزون (دخول ويكيبيديا) هي الانبعاثات الصناعية والنقل؛ وخاصة في المناخات الدافئة، تتفاعل هذه الانبعاثات مع الأشعة فوق البنفسجية القوية لتكوين الأوزون في حالته الأرضية. ومع ذلك، حتى طابعات الليزر وآلات النسخ، الشائعة جدًا في المكاتب هذه الأيام، قد ينبعث منها الأوزون أيضًا.
أعلنت المفوضية الأوروبية عزمها خفض مستوى العتبة الموصى بها لكمية الأوزون في الهواء من القيمة الحالية البالغة 90 جزءًا في المليار (ppb) إلى قيمة 60 جزءًا في المليار بحلول عام 2010، وعندما تدخل هذه اللائحة ودخل حيز التنفيذ، ستزداد الحاجة إلى تطوير أجهزة استشعار للأوزون غير مكلفة. ويضيف مدير المشروع: "نظرًا لأن الأوزون، في الوقت نفسه، هو أيضًا مادة متفاعلة ذات قدرة تطبيقية عالية، فهناك طلب على أجهزة استشعار مبتكرة تكون مصغرة واقتصادية في نفس الوقت". تعد أجهزة الاستشعار من المعدات الضرورية في البيئات الصناعية مثل مرافق معالجة مياه الصرف الصحي ووحدات تنقية المياه، حيث تستخدم أجهزة الاستشعار لمراقبة تركيزات الأوزون - أولاً، للتأكد من الحصول بالفعل على التركيز المطلوب لذلك التطبيق، وثانياً، للتحذير من المخاطر تركيزات للبشر.
يوضح مدير المشروع: "إن أجهزة استشعار الأوزون الموجودة في السوق اليوم تعمل بمساعدة إجراءات قياس معقدة ومملة بشكل خاص مثل امتصاص الأشعة فوق البنفسجية، وبالتالي فهي مكلفة للغاية. وفي المقابل، فإن أجهزة استشعار الأوزون الأكثر اقتصادا تحتاج إلى تسخينها إلى ثلاثمائة درجة مئوية، ولا تستخدم إلا في مجالات محددة للغاية من التطبيق. وبدلاً من استخدام تسخين المستشعرات، استخدم الباحثون الإشعاع الأزرق/البنفسجي لبدء التفاعل الكيميائي المطلوب لإعادة ظهور المستشعر، وهذا الإجراء يسمح للمستشعر بالعمل في درجة حرارة الغرفة.
واعتمد العلماء في أبحاثهم على المعرفة الموجودة والتي تقول إن الجزيئات الممتزة على سطح طبقة الاستشعار تغير مقاومتها الكهربائية - ويمكن أيضًا أن تتباعد مرة أخرى باستخدام الإشعاع الضوئي. والنتيجة هي جهاز استشعار مصغر وحساس بشكل خاص، قادر على اكتشاف تركيزات الأوزون المنخفضة الموجودة في الهواء الطلق بنفس مستوى الدقة مثل الكشف عن المستويات العالية التي يتم الحصول عليها في العمليات الصناعية. وبما أن المستشعر صغير للغاية، فيمكن توصيله بالمعدات المحمولة.

الخبر من الجامعة