توسعه دستگاه نوری برای تشخیص مواد مخدر و منفجره

دانشمندان یک سنسور مبتنی بر نور را توسعه داده اند که می‌تواند مواد مخدر در خون، مواد منفجره در محیط زیست و همچنین بیماری‌ها را ردیابی کند.

کد خبر: ۱۶۷۱۹۸

تاریخ: ۱۲ مرداد ۱۳۹۶ - ۱۰:۳۶

به گزارش ایران اکونومیست  به نقل از زی‌نیوز، دانشمندان از روش شناخته شده به عنوان "طیف‌سنجی" (Spectroscopy) استفاده کردند که شامل مطالعه نحوه ارتباط نور با مقادیر کم ماده می‌شود.

"کیائوژیانگ گان"، استاد دانشگاه بوفالو در ایالات متحده اظهار کرد: این دستگاه نوری جدید دارای قدرت بالایی برای بهبود توانایی‌های ما برای تشخیص انواع نمونه‌های بیولوژیکی و شیمیایی است.

این سنسور جدید با نوری که در گروه امواج میانی مادون قرمز(امواج مادون قرمز با طول موج متوسط) از طیف الکترومغناطیسی قرار گرفته کار می‌کند.

این بخشی از طیف بیشتر برای کنترل از راه دور، دید در شب و برنامه‌های دیگر استفاده می‌شود.

این سنسور از دو لایه فلزی و یک عایق که در وسط آنها قرار دارد تشکیل شده است. محققان با استفاده از یک تکنیک ساختمانی با نام "رسوب لایه اتمی" (atomic layer deposition)، دستگاهی را توسعه دادند که دارای شکافی کمتر از پنج نانومتر (قطر موی انسان حدود 75000 نانومتر است) بین دو لایه فلزی خود دارد.

محققان اظهار کردند که این شکاف‌ها سنسور را قادر می‌سازد تا 81 درصد از نور مادون قرمز را جذب کند، این میزان در مقایسه با دستگاه‌های مشابه که تنها دارای جذب سه درصدی هستند، بهبود قابل توجهی محسوب می‌شود.

این فرایند به عنوان "طیف سنجی جذب مادون قرمز ارتقایافته سطحی"(SEIRA) شناخته شده است.

به گفته محققان این پژوهش، این سنسور که به عنوان یک بستر برای مواد مورد بررسی عمل می‌کند، حساسیت دستگاه‌های SEIRA را برای تشخیص مولکولها با وضوح 100 تا 1000 برابر بیشتر نسبت به نمونه‌های پیشین افزایش می‌دهد.

این افزایش می‌تواند طیف سنجی SEIRA را با نوع دیگری از تجزیه و تحلیل طیف‌ سنجی موسوم به "طیف سنجی ارتقا یافته سطحی رامان" (SERS) قابل مقایسه کند، که پراکندگی نور را در مقایسه با جذب اندازه‌گیری می‌کند.

به گفته محققان این پژوهش، SEIRA  می‌تواند در هرجایی که نیاز به پیدا کردن مقادیر کمی از مولکول باشد مفید واقع شود.

موارد کاربرد SEIRA شامل تشخیص مواد مخدر در خون، مواد تشکیل دهنده بمب، آثار هنری تقلبی و ردیابی بیماری‌ها و موارد دیگر است.

این پژوهش در مجله Advanced Optical Materials منتشر شده است.