ساخت حسگری دقیق برای تشخیص یک ماده سرطان‌زا در وسایل خانگی

محققان در دانشگاه کمبریج و دانشگاه وارویک حسگر گرافنی ساختند که در آن از آئروژل استفاده شده است. این حسگر کاملا چاپی را می‌توان برای شناسایی فرمالدئید در زمان واقعی استفاده کرد. فرمالدئید یک ماده سرطان‌زا شناخته شده است.

کد خبر: ۶۷۹۰۰۴

تاریخ: ۲۹ بهمن ۱۴۰۲ - ۱۲:۲۹

به گزارش ایران اکونومیست، شناسایی فرمالدئید در زمان واقعی و با انتخاب‌گری بالا از میان گازهای مختلف، تاکنون چالش‌برانگیز بوده است، در نتیجه دانشمندان به دنبال حسگری با مصرف کم انرژی و بدون صدا بوده‌اند.

این حسگر جدید از هوش‌مصنوعی برای تشخیص فرمالدئید در غلظت‌های کم و در زمان واقعی استفاده کرده و حساسیت آن به اندازه هشت قسمت در میلیارد است که بسیار فراتر از حساسیت اکثر حسگرهای کیفیت هوا است.

ترکیبات آلی فرار (VOC) منبع اصلی آلودگی هوای داخل ساختمان‌ها هستند که باعث خیس شدن چشم، سوختن چشم و گلو و مشکل در تنفس می‌شود. غلظت زیاد موجب حملات در افراد مبتلا به آسم می‌شود و قرار گرفتن در معرض طولانی مدت ممکن است باعث سرطان شود. فرمالدئید یک VOC رایج است و توسط وسایل خانگی از جمله محصولات چوبی فشرده (مانند MDF) و رنگ و برخی پارچه‌های مصنوعی منتشر می‌شود. در بیشتر موارد، سطح فرمالدئید ساطع شده توسط این مواد پایین است، اما این سطح می‌تواند با گذشت زمان افزایش یابد.

محققان از آئروژل برای توسعه این نوع حسگرها استفاده کردند. به دلیل وجود حفره‌ در ساختار آئروژل، این محصول قادر به تشخیص فرمالدئید در مقادیر کم در دمای اتاق بود.

این حسگر به انرژی بسیار کمی نیاز داشته و می‌توان از آن برای تشخیص طیف وسیعی از گازهای خطرناک استفاده کرد. همچنین این حسگر را به صورت پوشیدنی می‌توان به کار برد.

برای تولید این حسگر، محققان خمیری از گرافن را به صورت خطی روی سطح چاپ کردند و با سرمایش آن را خشک کردند که حفره‌هایی روی ساختار آن ایجاد شد. سپس ذرات نقاط کوانتومی را به آن اضافه کردند.

به نقل از ستاد نانو، برای بهبود انتخابگری، محققان الگوریتم‌های یادگیری ماشینی را در این حسگرها گنجانیدند. این الگوریتم‌ها برای تشخیص اثر انگشتی گازهای مختلف آموزش دیده بودند، به طوری که حسگر قادر به تشخیص دقیق فرمالدئید از سایر VOCها بود.