रूसी विज्ञान फाउंडेशन के अनुदान द्वारा समर्थित कार्य के परिणाम सेंसर पत्रिका में प्रकाशित हुए थे। हवा में कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता लगभग 400 पीपीएम (प्रति मिलियन भागों) है, यह वॉल्यूम एकाग्रता का 0.04 प्रतिशत है। जिन क्षेत्रों में औद्योगिक उद्यम स्थित हैं, सीओ 2 सामग्री दर लगभग 1.5 गुना - 600 पीपीएम से अधिक है। 800 पीपीएम से अधिक एकाग्रता मानव स्वास्थ्य के लिए हानिकारक माना जाता है।
हवा में कार्बन डाइऑक्साइड में वृद्धि न केवल कल्याण को प्रभावित करती है, बल्कि ग्लोबल वार्मिंग की ओर ले जाती है। इसलिए, दुनिया को सटीक सेंसर की बढ़ती आवश्यकता है जो ग्रीनहाउस गैसों की एकाग्रता को मोनिटो कर सकती है। आज, यह गैर-dispersive इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करता है। सेंसर में एक इन्फ्रारेड स्रोत, एक मापने कक्ष, एक तरंग दैर्ध्य फ़िल्टर और एक इन्फ्रारेड डिटेक्टर होता है।
डिटेक्टर से पहले एक ऑप्टिकल फ़िल्टर स्थापित किया गया है, यह एक निश्चित तरंग दैर्ध्य को छोड़कर सभी प्रकाश को अवशोषित करता है, जिसे मापा गैस के अणुओं द्वारा कब्जा किया जा सकता है। जब गैस कक्ष में प्रवेश करती है, तो इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में एक निश्चित तरंग दैर्ध्य के अवशोषण के कारण इसकी एकाग्रता को मापा जाता है।
वैज्ञानिकों द्वारा प्रस्तावित सेंसर अपने छोटे आकार के साथ अपने अनुरूपों से अलग है। क्रोमियम, सोना और सिलिकॉन की परतें अपने ऑप्टिकल सब्सट्रेट पर लागू होती हैं। सिलिकॉन ने नैनोस्केल सिलेंडरों को बनाया, तथाकथित मेथटोम्स। कुछ आदेशों में स्थित, वे अनूठे गुणों के साथ मेटामटेरियल की सतह बनाते हैं जो प्रकृति में नहीं हैं। शीर्ष, सेंसर की कार्यात्मक परत में biguanidine की बहुलक polymethylene शामिल है, जिसका उपयोग उदाहरण के लिए, एक एंटीसेप्टिक के रूप में किया जाता है।
काम के तंत्र में परावर्तित प्रकाश की तरंगदैर्ध्य को मापने में शामिल होता है, जो एक फोटोडेक्टर का उपयोग करके कब्जा कर लिया जाता है, और इसका उपयोग फोटॉन को वर्तमान में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। जब सीओ 2 गैस कक्ष में प्रवेश करती है, तो यह पॉलीहेक्समेथिलीन बिगुआनिडाइन की परत से अवशोषित होती है। उसके बाद, परत की अपवर्तक सूचकांक कम हो जाती है, और प्रकाश 45 डिग्री के कोण पर दिखाई देता है। पॉलीहेक्समेथिलीन परत के अपवर्तक सूचकांक को बदलना, साथ ही साथ गैस एकाग्रता पर निर्भर प्रतिबिंबित प्रकाश के तरंगदैर्ध्य की शिफ्ट भी गैस एकाग्रता पर निर्भर करता है।
प्रस्तावित सेंसर का लाभ इस तथ्य में निहित है कि यह पॉलिमर परत में अपवर्तक सूचकांक में अवांछित परिवर्तन नहीं करता है और हवा में अन्य गैसों की सामग्री के स्तर को रिकॉर्ड नहीं करता है, उदाहरण के लिए नाइट्रोजन और हाइड्रोजन। इसके अलावा, सामग्री की विद्युत चुम्बकीय विशेषताओं को समायोजित करना और कुछ ऑप्टिकल गुणों को प्राप्त करना संभव है, उदाहरण के लिए, प्रकाश अवशोषण के स्तर को बदलने के लिए और इस प्रकार कार्बन डाइऑक्साइड की बड़ी सांद्रता का पता लगाने के लिए संभव है।
"काम के दौरान, हमने एक संख्यात्मक अध्ययन किया और सीओ 2 गैसीय की एकाग्रता से बिगुआनिडाइन पॉलीहेक्सैमेथिलीन परत की अपवर्तक सूचकांक की निर्भरता प्राप्त की। हमने दस डुप्लिकेट माप चक्रों का उपयोग करके सेंसर की सटीकता की पुष्टि की। हम हर बार सेंसर में 50 पीपीएम कार्बन डाइऑक्साइड आया, और नाइट्रोजन कक्ष के साथ भी धुंधला हुआ।
विश्लेषण से पता चला कि सेंसर ± 20 पीपीएम की त्रुटि के साथ कार्बन डाइऑक्साइड की एकाग्रता दिखाता है और एन 2 को ध्यान में नहीं रखता है, "समारा विश्वविद्यालय के तकनीकी साइबरनेट्स विभाग के प्रोफेसर निकोलाई कज़ान्स्की ने कहा। प्रस्तावित सेंसर कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग उपयुक्त कार्यात्मक सामग्रियों का उपयोग करके अन्य जहरीले गैसों का पता लगाने के लिए किया जा सकता है।
स्रोत: नग्न विज्ञान