طور باحثون مستشعرًا مبتكرًا قائمًا على الورق يكتشف بشكل موثوق الغازات السامة مثل غاز الأعصاب شديد السمية كلوروسارين في غضون دقائق. تصف الدراسة التي نشرت في مجلة ACS Sensors التابعة للجمعية الكيميائية الأمريكية (ACS) مصفوفة مستشعرات منخفضة التكلفة تحدد وتقيس المواد الكيميائية الخطرة في الهواء من خلال تغييرات اللون، دون أن تتأثر بالرطوبة.
الأنوف الإلكترونية التقليدية (E-noses) للكشف عن الغازات الضارة باهظة الثمن وغالبًا ما تكون غير موثوقة في البيئات الرطبة. طور فريق بقيادة فيجاي تاك بديلاً إلكترونيًا بصريًا يعتمد على جزيئات الصبغة. هذه الجزيئات تغير لونها وشدتها عند ملامستها لمواد كيميائية معينة. يتكون المستشعر من مصفوفة 12 × 3 من مربعات ورقية صغيرة مغطاة بجسيمات نانوية من ثاني أكسيد السيليكون مطلية بالصبغة. تم غمر هذه الجسيمات في 36 محلولًا مختلفًا لتغيير اللون، وتجفيفها، ونقلها إلى ورق لاصق يتم تثبيته بواسطة صفيحة معدنية رقيقة.
في الاختبارات، تعرضت مصفوفة المستشعرات لاثني عشر غازًا سامًا بتركيزين مختلفين. من خلال مقارنة الصور قبل وبعد خمس دقائق من التعرض للغاز، تمكن الباحثون من تحديد نوع وتركيز الغازات بناءً على التغيرات في اللون والشدة. حققت المصفوفة دقة 99 بالمائة في تحديد نوع الغاز و 96 بالمائة في تحديد التركيز. جدير بالذكر بشكل خاص: عملت المستشعرات بشكل موثوق حتى في البيئات الرطبة.
بتكلفة تصنيع تقديرية تبلغ 20 سنتًا أمريكيًا فقط لكل مصفوفة، توفر هذه التقنية حلاً فعالاً من حيث التكلفة وقابلاً للتكيف للمراقبة البيئية. يخطط الباحثون لتطوير نموذج أولي محمول لأنف إلكترونية بصرية لاختبار المواد الكيميائية الخطرة في ظروف خارجية واقعية.
تم تمويل الدراسة من قبل منظمة البحث والتطوير الدفاعي الهندية.
حقوق النشر
مقتبس من ACS Sensors 2025 DOI 101021acssensors5c01026
