با حساسیت بالا؛

از ساختار بینی شتر برای ساخت حسگر رطوبت الهام گرفته شد

برای ساخت حسگر‌های رطوبت بسیار حساس، محققان از ساختار‌های متخلخل استفاده کرده و با الهام از بینی شتر محصولی با حساسیت بالا برای رصد رطوبت در محیط تولید کردند.

کد خبر: ۹۹۴۵۷۷

يکشنبه - ۱۷ بهمن ۱۴۰۰ / February 06, 2022

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، شتر‌ها توانایی زیادی برای زنده ماندن با مقادیر کم آب دارند. آن‌ها همچنین در یافتن چیزی برای نوشیدن در صحرای وسیع با استفاده از بینی‌هایی که آشکارساز‌های قوی رطوبت هستند، مهارت دارند.

محققان با الهام از ساختار و خواص بینی شتر یک حسگر رطوبت را طراحی و تولید کرده‌اند. در آزمایش‌های انجام شده روی این فناوری، آن‌ها دریافتند که این دستگاه می‌تواند به‌طور قابل اعتمادی تغییرات رطوبت را در جا‌هایی نظیر خروجی دودکش‌های صنعتی و هوای اطراف پوست انسان می‌شود، تشخیص دهد.

انسان گاهی اوقات نیاز به تعیین وجود رطوبت در هوا دارد، اما انسان‌ها به اندازه شتر در تشخیص آب با بینی مهارت ندارند. در عوض، آدمیان باید از دستگاه‌هایی برای مکان‌یابی آب در محیط‌های خشک یا شناسایی نشتی‌ها یا تجزیه و تحلیل اگزوز در تأسیسات صنعتی استفاده کنند.

با این حال، حسگر‌های موجود در حال حاضر همگی دارای اشکالات قابل توجهی هستند. به‌عنوان مثال، برخی از دستگا‌ها ممکن است بادوام باشند، اما حساسیت کمی نسبت به وجود آب داشته باشند. در همین حال، نور خورشید می‌تواند با برخی از آشکارساز‌های بسیار حساس تداخل داشته باشد و به‌عنوان مثال، استفاده از آن‌ها را در فضای باز دشوار کند. جیام‌سونگ و ویگو هانگ برای ابداع یک حسگر بادوام و هوشمند که می‌تواند حتی سطوح پایین مولکول‌های آب موجود در هوا را تشخیص دهد، از بینی شتر الهام گرفتند. گذرگاه‌های باریک داخل بینی شتر سطح بزرگی را ایجاد می‌کند که با مخاطی که آب را جذب می‌کند پوشیده شده است. برای تقلید از ساختار با سطح بالا در بینی شتر، این تیم یک شبکه پلیمری متخلخل ایجاد کرد. محققان روی آن شبکه‌ها، مولکول‌های جذب‌کننده رطوبت به نام zwitterions را قرار دادند تا خاصیت مخاط را برای تغییر ظرفیت با تغییر رطوبت شبیه‌سازی کنند.

در آزمایش‌ها، این دستگاه بادوام بود و می‌توانست نوسانات رطوبت را در اگزوز‌های داغ صنعتی کنترل کند، محل دقیق منبع آب را پیدا کند و رطوبت ساطع شده از بدن انسان را حس کند. این حسگر نه تنها به تغییرات تعریق پوست افراد در حین ورزش پاسخ می‌دهد، بلکه وجود انگشت انسان را تشخیص می‌دهد.

به گفته محققان، این حساسیت نشان می‌دهد که این دستگاه می‌تواند مبنایی برای یک رابط بدون لمس باشد که از طریق آن شخص می‌تواند با یک کامپیوتر ارتباط برقرار کند. علاوه بر این، پاسخ الکتریکی حسگر به رطوبت را می‌توان تنظیم کرد، دقیقاً مانند سیگنال‌هایی که نورون‌های انسانی ارسال می‌کنند. پژوهشگران معتقداند که این فناوری می‌تواند از طریق هوش مصنوعی یاد بگیرد.