آشکارسازی آلودگی هوا به کمک حسگرها

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان ریاست‌جمهوری، «طراحی و ساخت لایه‌های نازک مجسمه‌ای برای آشکارسازی مخلوط گازها {(N۲ +O۲) + CO و/یا CO۲ و/یا NOx با درصدهای مختلف) و (هوا + CO و/یا CO۲ و/یا Nox با درصدهای مختلف)} در حسگر یونشی گازی و گسیل میدانی (کاربرد در محیط زیست: آشکارسازی آلودگی‌های هوا)» عنوان طرح پسادکتری روژان سواری جمالویی است که با راهنمایی هادی سؤالونی و حمایت بنیاد ملی علم ایران به پایان رسانده است.

سواری جمالویی با مدرک دکتری تخصصی فیزیک – حالت جامد و ماده چگال از دانشگاه تهران درباره این طرح توضیح داد: در سال‌های اخیر، یکی از آثار صنعتی شدن در کلان شهرها تولید آلاینده‌های گازی از طریق ناوگان حمل و نقل، کارخانجات و منازل است. یافتن راه حل مناسب برای آلودگی هوا در کلان شهرهای ایران یکی از چالش‌هایی است که هنوز راهکار مشخصی برای آن پیدا نشده است. این آلودگی به صورت باران‌های اسیدی، تخریب لایه اوزن و اثرات گلخانه‌ای آثار زیان‌باری بر سلامت و بهداشت محیط زیست دارد.

وی افزود: تاکنون در ایران سامانه‌هایی برای تعیین گازهای آلاینده در هوا طراحی نشده است یا اندازه‌گیری‌های محدودی انجام شده است. بنابراین، مطالعه برای طراحی و ساخت حسگرهای آلاینده‌های گازی و بهینه‌سازی آن‌ها امری ضروری تلقی می‌شود.

این محقق و پژوهشگر در ادامه بیان کرد: حسگرهای گازی باید قابلیت تشخیص و اندازه‌گیری نوع و مقدار چگالی یک گاز در محیط را داشته باشند. حسگرهای یونشی گازی از معیار شکست برای سنجش گاز استفاده می‌کنند و با استفاده از منحنی پاشن قابلیت آشکارسازی نوع و فشار گاز و مخلوط گازها را دارند که برای تعیین میزان آلاینده‌های موجود در هوا می‌تواند کارآمد باشد.

وی تصریح کرد: فناوری نانو امکان ساخت و بهینه‌سازی الکترودهایی در مقیاس کوچک با حساسیت و انتخاب‌گری بالاتر را فراهم می‌کند زیرا با افزایش نسبت سطح به حجم در سطوح نانومقیاس، سطح مؤثر الکترودها افزایش می‌یابد که باعث افزایش حساسیت در حسگرها می‌شود. به علاوه حسگرها در ابعاد کوچک‌تر و توان مصرفی کمتر تولید می‌شوند.

سواری جمالویی در ادامه بیان کرد: امروزه آلودگی هوا یکی از مهمترین عوامل افزایش ابتلاء به آسم، سرطان ریه، بیماری‌های قلبی عروقی، بیماری‌های تنفسی، نقایص هنگام تولد و مرگ زودرس در کلان شهرهای دنیا محسوب می‌شود. براساس گزارش بانک جهانی از هر ۱۰ مرگ یک مرگ به دلیل آلودگی هوا رخ می‌دهد و باعث شده تا آلودگی هوا در رده چهارم طبقه‌بندی عوامل مرگ در دنیا جای گیرد.

وی اضافه کرد: چگونگی تولید و استفاده از حامل‌های انرژی در بخش‌های مختلف مصرف‌کننده از عوامل مؤثر در ایجاد آلودگی محیط زیست است. ایران با داشتن منابع عظیم نفت و گاز از تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان نامناسب انرژی در جهان محسوب می‌شود. درصورتی‌که روند رو به افزایش تولید آلاینده‌ها و گازهای گلخانه‌ای از مرز بحرانی عبور کند، کشور با مشکلات اجتماعی، اقتصادی و درمانی سنگینی روبرو خواهد شد.

وی درباره اهداف انجام این طرح گفت: هدف اصلی در این تحقیق آشکارسازی مخلوط گازها با استفاده از حسگر یونشی گازی است و هدف فرعی بهینه‌سازی مشخصه‌های حسگری همچون حساسیت، گزینش‌پذیری، پایداری، حد تشخیص و تکرارپذیری با استفاده از لایه‌های نازک نانومجسمه‌ای است.

سواری جمالویی در پایان خاطرنشان کرد: آشکارسازی مخلوط گاز آلاینده درهوا می‌تواند در تبیین سیاست‌های حفظ سلامت جامعه و محیط زیست مؤثر باشد و در گسترش سامانه‌های سنجش گاز کمک کند. بهره‌گیری از نانوساختارها در بهینه‌سازی عملکرد حسگرهای گازی و کاهش هزینه‌های ساخت حسگر اهمیت دارد. این مطالعه می‌تواند در بهینه‌سازی آشکارساز گازی در آنالیزکننده‌های کروماتوگراف و اسپکتوگراف جرمی مؤثر واقع شود.