توسعه یک حسگر با الهام از بینی شتر

به گزارش انجمن شیمی آمریکا، این دستگاه جدید می‌تواند سطوح پایین مولکول‌های آب را در هوا تشخیص دهد و اطلاعات جالبی از جمله یافتن منابع آب در شرایط سخت محیطی یا تعاملات بدون تماس با رایانه‌ها را در اختیار کاربران قرار دهد.

به گزارش اقتصاد آنلاین به نقل از ایسنا، حسگرهای رطوبتی مختلف موجود در بازار نقاط قوت و ضعف خود را دارند، برخی از آنها حساسیت کمی در تشخیص آب دارند و برخی دیگر با وجود قابلیت حساسیت بالایی که دارند، از عملکرد مناسبی در تمامی شرایط برخوردار نیستند و عملکرد آنها تحت تاثیر شرایط محیطی مختلف مانند هنگام قرار گرفتن در معرض نور شدید خورشید، به خطر می‌افتد. دانشمندان در چین به دنبال ساخت دستگاهی بودند که هم دوام و هم حساسیت بالا داشته باشد که در نهایت برای انجام این کار به بینی حساس شترها روی آوردند.

بینی شترها دارای ساختارهای باریک با سطح وسیع است که توسط مخاط جذب‌کننده آب پوشانده شده‌اند که ظرفیت خازنی/الکتریکی این مخاط نیز با نوسانات در رطوبت هوا، تغییر می‌کند. این امر باعث می‌شود این حیوانات در شناسایی آب در محیط‌های خشک بسیار مؤثر باشند، بنابراین دانشمندان از بینی آنها به عنوان الگویی برای توسعه نوع جدیدی از حسگر رطوبتی با درجه حساسیت بالا استفاده کردند.

این دستگاه از یک شبکه پلیمری متخلخل تشکیل شده است که با مولکول‌هایی به نام زویتریون (Zwitterion) پوشانده شده است که مولکول‌ها رطوبت را جذب می‌کنند و توانایی مخاط بینی شتر در تغییر ظرفیت الکتریکی با تغییر رطوبت را تقلید می‌کنند. زویتریون در شیمی به مولکولی گفته می‌شود که به دلیل وجود بارهای منفی و مثبت هم توان، دارای بار الکتریکی خنثی بوده و به همین دلیل اصطلاحا زویتریون (zwitterion) نامیده می‌شود.

محققان اظهار کرده‌اند در آزمایشات، این حسگر  هم از دوام و هم از حساسیت خوبی برخوردار بوده است و با موفقیت نیز توانسته عمل تغییر رطوبت را در اگزوزهای داغ صنعتی تشخیص دهد. علاوه بر آن این حسگر توانایی تشخیص سریع برگ‌های تازه، کهنه و خشک را نیز داشته است. همچنین حسگر یاد شده قادر به شناسایی محل یک منبع آب نیز بوده و توانسته رطوبت حاصل از بدن انسان را نیز تشخیص دهد.

یافته‌های این مطالعه در مجله "ACS Nano" منتشر شد.