Cyhoeddwyd canlyniadau'r gwaith a gefnogir gan grant Sefydliad Gwyddoniaeth Rwseg yn y cylchgrawn synwyryddion. Mae crynodiad carbon deuocsid yn yr awyr tua 400 ppm (rhannau fesul miliwn), mae hyn yn 0.04 y cant o ganolbwyntio cyfaint. Mewn ardaloedd ger pa fentrau diwydiannol sydd wedi'u lleoli, mae'r gyfradd cynnwys CO2 yn uwch na thua 1.5 gwaith - 600 ppm. Ystyrir bod mwy na 800 PPM yn niweidiol i iechyd pobl.
Mae cynnydd mewn carbon deuocsid yn yr awyr yn effeithio nid yn unig lles, ond hefyd yn arwain at gynhesu byd-eang. Felly, mae angen cynyddol ar y byd am synwyryddion cywir a all fonito y crynodiad o nwyon tŷ gwydr. Heddiw, mae hyn yn defnyddio sbectrosgopeg is-goch nad yw'n wasgaredig. Mae'r synhwyrydd yn cynnwys ffynhonnell is-goch, siambr fesur, hidlydd tonfedd a synhwyrydd is-goch.
Mae hidlydd optegol yn cael ei osod cyn y synhwyrydd, mae'n amsugno'r holl olau, ac eithrio tonfedd penodol, y gellir ei ddal gan foleciwlau'r nwy a fesurwyd. Pan fydd nwy yn mynd i mewn i'r Siambr, caiff ei chanolbwyntio ei fesur oherwydd amsugniad tonfedd penodol yn y sbectrwm is-goch.
Mae'r synhwyrydd a gynigir gan wyddonwyr yn wahanol i'w analogau gyda'i faint bach. Mae'r haenau o gromiwm, aur a silicon yn cael eu cymhwyso i'w swbstrad optegol. Gwnaeth Silicon silindrau nanoscale, methaatomau fel y'u gelwir. Wedi'i leoli mewn rhyw orchymyn, maent yn ffurfio wyneb y metamaterial gyda'r eiddo unigryw nad ydynt mewn natur. Y brig, mae haen swyddogaethol y synhwyrydd yn cynnwys polymethylen polymer o'r Biguanidine, a ddefnyddir, er enghraifft, fel antiseptig.
Mae'r mecanwaith gwaith yn cynnwys mesur tonfedd y golau a adlewyrchir, sy'n cael ei ddal gan ddefnyddio ffotodetector, ac fe'i defnyddir i drosi ffotonau yn y cerrynt. Pan fydd Nwy CO2 yn mynd i mewn i'r Siambr, mae'n cael ei amsugno gan haen Polyhexamethylen Biguanidine. Ar ôl hynny, mae mynegai plygiannol yr haen yn gostwng, ac adlewyrchir y golau ar ongl o 45 gradd. Newid mynegai plygiannol yr haen polyhexamethylene, yn ogystal â symudiad tonfedd y golau a adlewyrchir o'i gymharu â'r cychwynnol yn dibynnu ar y crynodiad nwy.
Mae mantais y synhwyrydd arfaethedig yn gorwedd yn y ffaith nad yw'n achosi newidiadau annymunol yn y mynegai plygiannol yn yr haen polymer ac nid yw'n cofnodi lefel cynnwys nwyon eraill yn yr awyr, er enghraifft nitrogen a hydrogen. Yn ogystal, mae'n bosibl addasu nodweddion electromagnetig y deunydd ac i gael rhai eiddo optegol, er enghraifft, i newid lefel amsugno golau ac felly'n canfod crynodiadau mawr o garbon deuocsid.
"Yn ystod y gwaith, gwnaethom gynnal astudiaeth rifiadol a chael dibyniaeth mynegai plygiannol haen Polyhexamethylen Biguanidine o grynodiad CO2 nwyol. Gwnaethom gadarnhau cywirdeb y synhwyrydd gan ddefnyddio deg cylch mesur dyblyg. Daethom bob tro 50 ppm carbon deuocsid i'r synhwyrydd, a hefyd yn aneglur gyda siambr nitrogen.
Dangosodd y dadansoddiad fod y synhwyrydd yn dangos crynodiad carbon deuocsid gyda gwall o ± 20 PPM ac nid yw'n ystyried yr N2, "meddai Nikolai Kazansky, Athro Adran Cybernetics Technegol Prifysgol Samara. Gellir defnyddio'r cyfluniad synhwyrydd arfaethedig i ganfod nwyon gwenwynig eraill gan ddefnyddio deunyddiau swyddogaethol addas.
Ffynhonnell: Gwyddoniaeth noeth