نتایج کار پشتیبانی شده توسط کمک مالی بنیاد علوم روسیه در مجله سنسورها منتشر شد. غلظت دی اکسید کربن در هوا حدود 400 ppm (قطعات در میلیون) است، این 0.04 درصد از غلظت حجم است. در مناطقی که در آن شرکت های صنعتی واقع شده اند، میزان محتوای CO2 بالاتر از حدود 1.5 برابر - 600 ppm است. غلظت بیش از 800 ppm برای سلامت انسان مضر است.
افزایش دی اکسید کربن در هوا نه تنها رفاه نه تنها، بلکه منجر به گرم شدن کره زمین می شود. بنابراین، جهان نیاز به رشد رو به رشد برای سنسورهای دقیق دارد که می تواند غلظت گازهای گلخانه ای را ایجاد کند. امروز، این از طیف سنجی مادون قرمز غیر پراکنده استفاده می کند. سنسور شامل یک منبع مادون قرمز، یک محفظه اندازه گیری، یک فیلتر طول موج و یک آشکارساز مادون قرمز است.
فیلتر نوری قبل از آشکارساز نصب شده است، تمام نور را جذب می کند، به جز یک طول موج مشخص، که می تواند توسط مولکول های گاز اندازه گیری گرفته شود. هنگامی که گاز وارد اتاق می شود، غلظت آن به علت جذب یک طول موج خاص در طیف مادون قرمز اندازه گیری می شود.
سنسور پیشنهاد شده توسط دانشمندان متفاوت از آنالوگ های آن با اندازه کوچک آن است. لایه های کروم، طلا و سیلیکون به سوبسترا نوری اعمال می شود. سیلیکون سیلندر نانومقیاس، به اصطلاح متااتوم ها ساخته شده است. آنها در برخی نظام قرار دارند، آنها سطح مواد متام را با خواص منحصر به فرد که در طبیعت نیستند، تشکیل می دهند. بالا، لایه عملکردی سنسور شامل پلیمیتیلن پلیمری از Biguanidine است که به عنوان مثال به عنوان یک ضد عفونی کننده استفاده می شود.
مکانیزم کار شامل اندازه گیری طول موج نور منعکس شده است که با استفاده از یک فتوتکتور دستگیر می شود و برای تبدیل فوتون ها به جریان استفاده می شود. هنگامی که گاز CO2 وارد محفظه می شود، آن را جذب می شود توسط لایه پلی هگزامتیلن Biguanidine. پس از آن، شاخص انکسار لایه کاهش می یابد و نور در زاویه 45 درجه منعکس شده است. تغییر شاخص انکساری لایه پلی اتیلنتیلن، و همچنین تغییر طول موج نور منعکس شده نسبت به اولیه بستگی به غلظت گاز دارد.
مزیت سنسور پیشنهادی در این واقعیت است که تغییرات نامطلوب در شاخص انکساری در لایه پلیمری ایجاد نمی کند و سطح محتوای گازهای دیگر را در هوا ثبت نمیکند، به عنوان مثال نیتروژن و هیدروژن. علاوه بر این، امکان تنظیم ویژگی های الکترومغناطیسی مواد و به دست آوردن خواص نوری خاص، به عنوان مثال، برای تغییر سطح جذب نور و در نتیجه تشخیص غلظت های بزرگ دی اکسید کربن.
"در طول کار، ما یک مطالعه عددی انجام دادیم و وابستگی شاخص انکساری لایه پلی اتیلن لیگانیدین را از غلظت گازی CO2 به دست آوردیم. ما دقت سنسور را با استفاده از ده دوره اندازه گیری تکراری تایید کردیم. ما هر بار دی اکسید کربن 50 ppm به سنسور رسید، و همچنین با اتاق نیتروژن تار شده است.
تجزیه و تحلیل نشان داد که سنسور نشان دهنده غلظت دی اکسید کربن با خطای ± 20 ppm است و N2 را در نظر نمی گیرد. " پیکربندی سنسور پیشنهادی می تواند برای شناسایی سایر گازهای سمی با استفاده از مواد کاربردی مناسب استفاده شود.
منبع: علوم برهنه