به گزارش ایسنا، برای ساخت این حسگر، تیم تحقیقاتی جوهری تخصصی شامل چارچوب فلزی-آلی مبتنی بر زیرکونیوم (MOF) و گرافن را با هم ترکیب کرده و آن را با فناوری چاپ سه‌بعدی روی یک بستر سرامیکی چاپ کردند تا حسگر شکل گیرد. برای شبیه‌سازی نفس واقعی، هوای خشک با هوای مرطوب حاوی مقادیر مختلف متانول مخلوط شده و به درون محفظه‌ای حاوی حسگر دمیده شد. این نمونه اولیه توانست متانول را در غلظت‌های بسیار پایین، تا ۵۰ قسمت در میلیارد که حتی کمتر از میزان مشاهده‌شده در نفس بیماران مسموم با متانول است، تشخیص دهد. همچنین، حسگر پس از چندین بار استفاده، عملکرد پایدار و دقت خود را حفظ کرد.
در مراحل نخست، حسگر در تشخیص تفاوت میان متانول و اتانول در شرایطی مشابه تنفس انسان دچار مشکل بود؛ بنابراین تیم محققان با استفاده از تحلیل‌های آماری و الگوریتم‌های یادگیری ماشین آموزش‌دیده، توانست این دو گاز را از هم تمیز دهد. این رویکرد مبتنی بر هوش مصنوعی، امکان شناسایی متانول در غلظت‌های قسمت در میلیارد و اتانول در غلظت‌های قسمت در میلیون را فراهم کرد.
به نقل از ستاد نانو، محققان معتقدند این تحقیق نخستین قدم در بهره‌گیری از ترکیب گرافن و چارچوب‌های فلزی-آلی برای شناسایی متانول در هوا است، اما برای دستیابی به دستگاهی کارآمد که بتواند متانول را از اتانول در شرایط رطوبتی بالای نفس واقعی تفکیک کند، نیازمند توسعه‌های بیشتر است. هدف نهایی، تولید یک دستگاه تنفس‌سنج متانول ساده، سریع و قابل استفاده در مراکز پزشکی و حتی توسط مصرف‌کنندگان است.
این رویکرد نوین، پیشرفتی چشمگیر در فناوری‌های حسگری گاز محسوب می‌شود و راهکاری مقرون‌به‌صرفه و مقیاس‌پذیر برای کاربردهایی همچون تشخیص پزشکی، پایش صنعتی و حفظ امنیت مصرف‌کنندگان ارائه می‌دهد. همچنین این پژوهش توانایی مواد ترکیبی چاپ‌شده را در بهبود فناوری‌های حسگری و ارتقاء سلامت و ایمنی عمومی برجسته می‌کند.
انتهای پیام