تیمی از محققان کالج ترینیتی و مرکز تحقیقاتی AMBER در دوبلین در ایرلند با استفاده از تکنولوژی پرینتر سه بعدی سنسورهای گاز میکروسکوپی را با موفقیت توسعه داده اند که از مکانیسم های تغییر رنگی که در طاووس ها مشاهده می‌شود تقلید می‌کنند. این یافته ها در مقاله ای با عنوان «Direct laser writing of vapor-responsive photonic arrays» در جدیدترین مجلهMaterials Chemistry منتشر شده است.
توسعه سنسور گاز با استفاده از تکنولوژی پرینت سه بعدی
همانطور که می توانید حدس بزنید این سنسورها به آثار گاز در یک محیط پاسخ می دهند، به این معنی که می توان این سنسور ها را در موقعیت هایی که سلامت و ایمنی انسان نگران کننده باشد، مورد استفاده قرار داد. این حسگرها که با روش پرینت سه بعدی مستقیم لیزری چاپ می‌شوند، از صفحات پلاستیکی نازکی تشکیل شده اند که در معرض بخارات مختلف برجسته می‌شوند. هنگامی که صفحات برجسته می شوند، عبور نور از قطعه منجر به تغییر رنگ می گردد. همانطور که در تصویر بالا قابل مشاهده است، می توان از این صفحات کوچک در آرایه های پیکسلی استفاده کرد. رنگ ها و حساسیت آن ها را می‌توان با تغییر ارتفاع آرایه ها تغییر داد. طبق مقاله ذکر شده، بیشترین تغییرات رنگ در نمونه هایی با ارتفاع بیشتر مشاهده می شود. نمونه ها پس از قطع جریان گاز به رنگ های پیش فرض خود بازمیگردند، بنابراین به نظر می‌رسد پتانسیل استفاده مجدد را دارا هستند.
حسگرهای چاپ سه بعدی شده به طور بالقوه جایگزینی با توان کم، هزینه پایین و حساسیت بالا برای ابزار های فعلی ارائه می دهند. یک از اساتید کالج ترینیتی و AMBERبه نام Larisa Florea در اینباره توضیح داد: “ما بیشتر عمر خود را در خانه، اتومبیل یا محیط کار می گذرانیم. مدل ها نشان می‌دهند که غلظت آلاینده ها می‌توانند بین ۵ تا ۱۰۰ برابر غلظت موجود در خارج از محیط باشد. این آلاینده ها می‌توانند تحت تأثیر هوای محیط، حضور مواد شیمیایی، عطرها، کیفیت غذا و فعالیت‌های انسانی قرار گیرند و تأثیر عمیقی بر سلامت ما داشته باشند”.
به همین دلیل است که سنسورها می توانند به طور بالقوه در سلامت و تندرستی انسان کاربرد پیدا کنند. همانطور که پیش از این ذکر شد، این روش مشابه نحوه تغییر رنگ پر طاووس هنگام خم کردن و حرکت پرهایش است. بسیاری از موجودات (یا گیاهان) در طبیعت برای رنگ خود به رنگدانه های رنگی وابسته هستند. با این حال، حیواناتی مانند طاووس یا گونه های خاصی از پروانه ها، با تغییر هندسه سطح پوشش هایشان، رنگ را از نظر فیزیکی تغییر می‌دهند که باعث می‌شود نور در طول موج های مختلف بازتاب یا شکسته شود. این محققان طیف های عبور نور را اندازه گیری و این موضوع را تایید کرده اند.
Colm Delaney، نویسنده اصلی این مقاله گفت: “بیش از ۳۰۰ سال پیش، Robert Hooke برای اولین بار رنگ های پرطراوت روی بال طاووس را مورد بررسی قرار داد. قرن ها بعد دانشمندان دریافتند که این رنگ‌ها ناشی از رنگدانه ها نیستند، بلکه در اثر برهمکنش نور با اجسام ریزی روی پر که اندازه آنها فقط چند میلیونیم متر است ایجاد می‌شوند.“
وی در ادامه افزود: “ما این طرح بیولوژیکی را برای ساختن مواد بسیار هیجان انگیز انتخاب کرده ایم. ما با استفاده از تکنیکی به نام پرینت سه بعدی مستقیم لیزری (DLW) به این امر دست یافتیم، که برای ما امکان متمرکز ساختن لیزر روی یک نقطه بسیار کوچک را فراهم می کند و سپس از آن برای ایجاد ساختارهای سه بعدی از پلیمرهای نرمی که در آزمایشگاه توسعه می دهیم استفاده می‌کنیم..”
منبع: https://3dprinting.com
در صورت تمایل میتوانید فایل PDF این مقاله را در قسمت زیر دانلود و با ذکر منبع مورد استفاده قرار دهید.
ثبت ديدگاه