Rusiya Elm Fondunun qrantı tərəfindən dəstəklənən işlərin nəticələri sensorlar jurnalında dərc edilmişdir. Havada karbon qazının konsentrasiyası təxminən 400 ppm (bir milyon hissə), bu, həcm konsentrasiyasının yüzdə 0,04 hissəsidir. Hansı sənaye müəssisələrinin yerləşdiyi ərazilərdə CO2 məzmun dərəcəsi təxminən 1,5 dəfə - 600 ppm-dən yüksəkdir. Connostrasiya 800 ppm-dən çox insan sağlamlığı üçün zərərli hesab olunur.
Havadakı karbon qazının artması yalnız rifahı deyil, həm də qlobal istiləşməyə səbəb olur. Buna görə dünya, istixana qazlarının konsentrasiyasını monitor edə biləcək dəqiq sensorlar üçün artan ehtiyac var. Bu gün bu, dağılmayan infraqırmızı spektroskopiyadan istifadə edir. Sensor infraqırmızı mənbədən, ölçmə kamerasından, dalğa uzunluğu filtri və infraqırmızı detektordan ibarətdir.
Detektordan əvvəl bir optik filtr quraşdırılıb, müəyyən bir dalğa uzunluğu, ölçülmüş qazın molekulları tərəfindən tutula biləcək müəyyən dalğa uzunluğu istisna olmaqla, bütün işığı udur. Qaz kameraya girəndə, infraqırmızı spektrdə müəyyən bir dalğa uzunluğunun udulması səbəbindən konsentrasiyası ölçülür.
Elm adamlarının təklif etdiyi sensor, kiçik ölçüsü ilə analoqlarından fərqlidir. Xrom, qızıl və silikon təbəqələri optik substratına tətbiq olunur. Silikon, metaatoms adlanan nanoscale silindrləri etdi. Bəzi qaydada yerləşən, təbiətdə olmayan unikal xüsusiyyətlərlə metamaterialın səthini meydana gətirirlər. Yuxarı, sensorun funksional təbəqəsi, istifadə olunan, məsələn, bir antiseptik olaraq istifadə olunan biguanidinin bir polimer polimetilenindən ibarətdir.
İş mexanizmi, bir fotodetektordan istifadə edərək ələ keçirilən əks olunan işığın dalğa uzunluğununızı ölçməkdən ibarətdir və fotonları cərəyana çevirmək üçün istifadə olunur. CO2 qazı kameraya girəndə, polyhexametilen biguanidin təbəqəsi tərəfindən udulur. Bundan sonra təbəqənin refraktiv indeksi azalır və işıq 45 dərəcə bir açı ilə əks olunur. Polyhexametilen qatının refraktiv indeksini dəyişdirərək, eləcə də əks olunan işıq dalğalananın dalğalanması, qaz konsentrasiyasından asılıdır.
Təklif olunan sensorun üstünlüyü, polimer qatında refraktiv indeksdə arzuolunmaz dəyişikliklərə səbəb olmadığı və havadakı digər qazların məzmununun səviyyəsini, məsələn azot və hidrogenin səviyyəsini qeyd etmir. Bundan əlavə, materialın elektromaqnit xüsusiyyətlərini tənzimləmək və müəyyən optik xüsusiyyətlər əldə etmək, məsələn, yüngül udma səviyyəsini dəyişdirmək və beləliklə karbon dioksidin böyük konsentrasiyalarını aşkar etmək mümkündür.
"İş zamanı, biz ədədi bir araşdırma apardıq və CO2 qazının konsentrasiyasından biguanidin polihexametilen qatının refraktiv indeksinin asılılığını əldə etdik. On dublikat ölçmə dövrlərindən istifadə edərək sensorun düzgünlüyünü təsdiqlədik. Hər dəfə sensora 50 ppm karbon qazı gəldi və həmçinin azot kamerası ilə bulanıq.
Təhlil, sensorun 20 ppm-in səhvi olan və Nikolay Kazansky, Samara Universitetinin texniki kibernetikası kafedrasının professoru olan Nikolay Kazansky, Nikolay Kazansky olduğunu göstərdi. Təklif olunan sensor konfiqurasiyası, uyğun funksional materiallardan istifadə edərək digər zəhərli qazları aşkar etmək üçün istifadə edilə bilər.
Mənbə: Çılpaq elm