انجمن سرامیک ایران- اخبار و تازه ها
حسگر نوری سنجش رطوبت فوق سریع

حذف تصاویر و رنگ‌ها  | تاریخ ارسال: 1401/3/28 | 
سوسک هرکول بومی آمریکای جنوبی دارای ویژگی شگفت­ انگیزِ تغییر رنگ پوسته ­ی خود بسته به شرایط رطوبت خارجی است و دلیل آن تشکیل شدن داخل پوسته ­ی سوسک از ساختار شبکه­ ای متخلخل با سوراخ­­ های مربع ­است. هنگامی که نور با طول موج­ های خاص به پوسته برخورد می­کند، پوسته آن­ها را منعکس می­کند و رنگ­ های مختلفی را نشان می­ دهد و این طول موج­ ها بسته به رطوبت تغییر می­ کنند. اخیراً حسگری که مانند این سوسک بسته به رطوبت تغییر رنگ می­­ دهد با سرعت ۱۰۰۰۰ برابر بیشتر از حسگرهای نوری معمولی پیشنهاد شده است.
گروه پژوهشی POSTECH به رهبری پروفسور Junsuk Rho (گروه مهندسی شیمی و گروه مهندسی مکانیک) و دانشجویان دکتری    Chunghwan Jung  و Jaehyuck Jang (گروه مهندسی شیمی)، با همکاری Sung-Hoon Hong و دکتر Soo-Jung Kim (موسسه پژوهش الکترونیک و مخابرات، ETRI) و پروفسور Young Min Song (موسسه علم و فناوری گوانگژو، GIST )، یک حسگر رنگ سنجی فوق العاده سریع پاسخگو به رطوبت ایجاد کرده ­است. یافته ­های این مطالعه در Science Advances منتشر شد.
 حسگرهایی که از نور استفاده می­ کنند در حال حاضر در زندگی روزمره ما برای اندازه­ گیری الکتروکاردیوگرام و کیفیت هوا استفاده می­شوند. این حسگرها از نور برای تشخیص تغییرات محیط اطراف خود و تبدیل آن­ها به سیگنال­ های دیجیتال استفاده می­کنند. گروه پژوهشی با استفاده از یک لایه نانوذرات فلزی نامنظم - هیدروژل کیتوسان -  بستری بازتابنده، یک حسگر رنگ‌سنجی ساخت که از ساختار فلز- هیدروژل-فلز تشکیل شده ­است. هنگامی که رطوبت خارجی تغییر می­ کند، فرکانس رزونانس حسگر به دلیل ویژگی هیدروژل کیتوسان تغییر می­کند که در حالت مرطوب متورم می­شود و در حالت خشک به طور مکرر منقبض می­شود. این حسگر جدید دارای سرعت فوق العاده سریعی است که ۱۰۰۰۰ برابر سریع تر از حسگرهای نوری مبتنی بر تداخل سنج معمولی Fabry-Pero  است. این سرعت واکنش سریع به لطف فضای متخلخل بین نانوذراتی است که حسگر را تشکیل می‌دهند، دقیقاً مانند پوسته سوسک که بسته به رطوبت رنگ‌ها را تغییر می‌دهد.
پروفسور Rho که سرپرستی این مطالعه را بر عهده داشت، توضیح داد: «این حسگر رطوبت جدید از این جهت خاص است که امکان مقیاس‌پذیری تولید با هزینه کم را حتی با وجود استفاده از نانومواد و نانوساختارها فراهم می‌کند. "معرفی پیکسل­ های رنگی پاسخگو به رطوبت در کدهای امنیتی، استفاده از برچسب­ های امنیتی را برای دستگاه­ های الکترونیکی حساس به رطوبت، اسکناس­ ها، گذرنامه ­ها و کارت­ های شناسایی امکان­ پذیر می­ کند. "
منبع:                                 
https://nano-magazine.com/news/۲۰۲۲/۴/۱۴/real-time-ultrafast-humidity-sensing-optical-sensor
نویسندگان:دکتر آدرینه ملک خاچاطوریان-مهندس ریحانه گودرزی
نشانی مطلب در وبگاه انجمن سرامیک ایران:
http://icers.ir/find.php?item=1.165.598.fa
برگشت به اصل مطلب