به گزارش نیوزتل، محققان موسسه ملی علوم مواد ژاپن، دانشگاه «هاروارد» و دانشگاه «کنتیکت» دستگاه ساده ای را طراحی و ساخته اند که نوع گازها را با رنگ های رنگین کمانی آنها مشخص می کند.
به گزارش نیوزتل به نقل از ایسنا و به نقل از تی ان، تعدادی از پژوهشگران دستگاه ساده ای را طراحی و ساخته اند که قادر به تصویربرداری از گاز تزریق شده به آن در چندین رنگ مطابق با خواص گازی آن است و قابلیت تشخیص گاز از روی رنگ را فراهم می آورد.
این دستگاه کاربرپسند فشار بوجود آمده توسط گاز تزریق شده را به رنگ های ساختاری تبدیل می کند و در نتیجه از آن تصویربرداری می کند. این فناوری امکان دارد به صورت بالقوه طیف گسترده ای از کاربردها در حوزه نظارت بر محیط زیست، تضمین ایمنی(Safety Assurance) و مراقبت های بهداشتی به همراه داشته باشد.
تصویربرداری از گازها در خیلی از پروژه های تحقیقاتی پایه و کاربردی در رابطه با گاز، مهم می باشد چونکه حدودا همه گازهای محیط بی رنگ و نامرئی هستند. تنها چند روش برای تصویربرداری جریان گاز محیط، توسعه یافته است که میتوان به استفاده از دوربین های مادون قرمز که قادر به تشخیص تغییرات دما و اندازه گیری جریان هوا با استفاده از رهاسازی ذرات ردیاب در هوا هستند، اشاره نمود. این روش ها به تجهیزات پیچیده ای نیاز دارند و برای تصویربرداری از انواع مختلف گازها نامناسب هستند. علاوه بر این تصاویری که آنها تولید می کنند برای تحلیل و بررسی خصوصیت های گازی مناسب نیستند. یک روش ساده که قادر به تصویربرداری و تحلیل و بررسی همه انواع گازها است، امکان دارد کاربردهای گسترده ای مانند اندازه گیری های مبتنی بر تصویر داشته باشد.
این تیم تحقیقاتی دستگاهی ساخته است که قادر به تصویربرداری و تمایز گازهای مختلف با استفاده از طیف گسترده ای از رنگ ها(به عنوان مثال، رنگ های ساختاری) از راه یک روش ساده و استفاده از پلی دی متیل سیلوکسان(PDMS) است.
پلی دی متیل سیلوکسان(PDMS) یک ماده نرم است که برای نخستین بار به شکل یک ورقه ساخته شد. سپس بخشی از سطح پلی دی متیل سیلوکسان با پلاسمای آرگون پوشانده شد. سطح پوشانده شده با پلاسما روی سطح یک بستر شیشه ای که پلاسما به صورت لایه ای در آن قرار داده شده بود، قرار داده شد و در آن حالت آنها به صورت کامل در تماس با یکدیگر بودند. سطح پلی دی متیل سیلوکسان پوشانده شده با پلاسما، هنگامی که بوسیله ی یک گاز تزریق شده، فشرده شد و از مرز محکم بین لایه های پلی دی متیل سیلوکسان و شیشه عبور کرد، یک ریز الگوی موج مانند دوره ای را تشکیل داد. این فشرده سازی و تشکیل ریزالگوی حاصل به تولید رنگ های ساختاری منجر گردید.
این مکانیسم برای تصویربرداری و تمایز هر نوع گازی قابل اجرا می باشد. هنگامی که جریان گاز ورودی قطع می شود، رنگ های ساختاری به صورت کامل ناپدید می شوند. درجه تغییر شکل پلی دی متیل سیلوکسان به میزان/نرخ جریان، ویسکوزیته و چگالی گازهای تزریق شده بستگی دارد. از آنجاییکه همه گازها دارای ویسکوزیته و چگالی منحصر به فرد هستند، از این دستگاه میتوان برای تمایز و تحلیل و بررسی نمونه های گاز بر طبق این خصوصیت ها تحت نرخ جریان ثابت بهره برد.
در تحقیقات آینده، محققان این مطالعه برای بهینه سازی این دستگاه و بهبود حساسیت آن با هدف سازگاری آن با کاربردهای مختلف(مانند شناسایی گازهای محیطی و نمونه های بیولوژیکی) تلاش خواهند کرد. محققان این مطالعه همینطور در نظر دارند با ادغام این روش با روشهای فنی تشخیص تصویر و یادگیری ماشین و یک دستگاه کوچک افزاره بارجفت شده( Charge-coupled device، CCD) یک تکنیک جدید شناسایی گاز با ساختاری ساده توسعه دهند. افزاره بارجفت شده یا افزاره رنگ بردار یک سنسور تصویربرداری است که از یک مدار یکپارچه شامل آرایه ای از خازن های متصل یا تزویج شده تشکیل می شود.