‎ابتكار جهاز جديد لاستشعار الغازات السامة

كشف فريق بحثي في جامعة قطر عن أحدث التطورات لإنتاج جهاز «الأنف الإلكترونية» بسعر زهيد ومواصفات فنية عالية لاستخدامه كوحدة للاستشعار عن الغازات السامة.
وقام الباحثون في مركز المواد المتقدمة بجامعة قطر بالعمل على استكشاف مجموعة من البوليميرات «المكوثرات» مثل «بولي إثلين» و»بولي بيرول» و» بولي ثايوفين» لإنشاء أجهزة الاستشعار التي يمكن استخدامها للاستقصاء عن الملوثات الغازية في الغلاف الجوي. كما سيكون لها فائدة استخدام عالية في صناعة البتروكيماويات. علماً بأن أجهزة الاستشعار المستخدمة حالياً مصنوعة من أكسيد المعادن، والتي تعد باهظة الثمن والتي تعمل في درجات حرارة عالية وتحتاج لفترات طويلة لإعادة استخدامها مرة أخرى بعد التعرض للغازات. يضاف إلى ذلك إمكانية استخدام أجهزة البولمير للاستشعار في الصناعات الإلكترونية للقيام بعملية مسح وتحليل لوضع الغازات.
ومن مزايا استخدام البوليمرات «المكوثرات» أنها غير مكلفة نسبياً، ويمكنها العمل في درجات حرارة منخفضة كما يمكن أن تتعرض بشكل متكرر للغازات، وكان الباحثون يعملون لتحقيق الاستقرار للبوليمرات والحد من نقاط ضعفها. وقد تم مزج بعض البوليمرات العازلة وتحسين التوصيل من خلال مجموعة من الأحماض المختلفة أو بعض أكاسيد المعادن في نطاق النانو.
البوليمير وبمجرد أن تجف، يمكن تشكيل الخليط وتحويلها إلى رقيقة مرنة ومن ثم يتم اختبار صلاحياتها كجهاز لاستشعار الغاز. كل مزيج يتم تحليل لمعلومات حول التركيب الكيميائي له لجهة الاستقرار الحراري والمكون الكهربي، ومن ثم يتم تعريضه لمختلف الغازات ودراسة حساستها لتلك الغازات تحت ظروف جوية مختلفة. مجسات استشعار «بولي آنلين» قامت بتجاوز جميع التجارب بشكل جيد، وقام الباحثون بخلطها مع بوليميرات عازلة مثل «البوليسترين»، و»بولي فينيل الكحول» أو «بولي فينيل الكلورايد»، لتحسين قوتها الميكانيكية.
وفي آخر التجارب المخبرية التي أجريت على مجسات الاستشعار «بولي آنلين» تم تعريضها لغاز ثاني أكسيد الكربون وغازات الأمونيا، حيث نجحت في الكشف عن تركيز الغازات، مع حتى التغيرات الطفيفة في تركيز الغاز والتي تنعكس نتيجة لتغيير التوصيل من البوليمر.
وستكون المرحلة التالية من البحث من خلال تنشيط مجسات الاستشعار عبر أكاسيد المعادن بأحجام النانو. وهناك خطط أخرى حيث يقوم الباحثون بتطوير أجهزة استشعار للكشف عن الغازات السامة مثل كبريتيد الهيدروجين وأكسيد النيتروجين. وحالياً يتم تنفيذ الاختبارات في ظروف مخبرية، ومن المقرر إجراء اختبارات ميدانية للمتابعة في وقت قريب.