|
عنوان
|
حسگر فیبر بلور فوتونی هسته توخالی لایه نشانی شده با گرافین برای تشخیص فوق العاده حساس گازهای گلخانه ای
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه
|
|
کلیدواژه‌ها
|
حسگر نوری، فیبر بلور فوتونی هسته توخالی، گازهای گلخانه ای، حساسیت نوری
|
|
چکیده
|
افزایش سریع غلظت گازهای گلخانه ای در جو به یکی از مهم ترین چالش های زیست محیطی قرن بیست و یکم تبدیل شده است. تغییرات اقلیمی جهانی، که عمدتاً ناشی از انتشار بیش از حد دی اکسید کربن (CO₂)، متان (CH₄) و اکسید نیتروژن (N₂O) است، تهدیدی جدی برای اکوسیستم ها، سلامت انسان و ثبات اجتماعی-اقتصادی محسوب می شود. این گازها دارای طول عمر طولانی در جو و ویژگی های جذب مادون قرمز قوی هستند که گرما را به دام می اندازند و تعادل تابشی طبیعی زمین را مختل می کنند. بنابراین، نظارت و کنترل انتشار گازهای گلخانه ای برای دستیابی به اهداف پایداری جهانی و برای رعایت توافق نامه های بین المللی آب و هوایی مانند توافق نامه پاریس ضروری است. با این حال، اثربخشی استراتژی های کاهش انتشار به شدت به در دسترس بودن فناوری های دقیق، بلادرنگ و بسیار حساس سنجش گاز بستگی دارد که قادر به تشخیص حتی غلظت های ناچیز این گازها در محیط های مختلف باشند.
روش های مرسوم تشخیص گاز مانند کروماتوگرافی گازی، طیف سنجی جذب مادون قرمز و حسگرهای الکتروشیمیایی اگرچه به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، اما اغلب به دلیل عواملی مانند هزینه بالا، اندازه بزرگ، زمان پاسخ آهسته و نیاز به کالیبراسیون مکرر محدود می شوند. این محدودیت ها، آنها را برای نظارت محیطی مداوم، از راه دور یا میدانی نامناسب می کند. در مقابل، حسگرهای فیبر نوری، به ویژه آنهایی که مبتنی بر فناوری فیبر کریستال فوتونی (PCF) هستند، مزایای متعددی ارائه می دهند که آنها را برای کاربردهای حسگری گاز نسل بعدی بسیار جذاب می کند. این مزایا شامل اندازه جمع و جور، مصونیت در برابر تداخل الکترومغناطیسی، انعطاف پذیری برای سنجش از راه دور و توانایی کار در شرایط سخت محیطی است. علاوه بر این، PCFها را می توان طوری مهندسی کرد که هندسه های ساختاری منحصر به فردی داشته باشند که امکان تعامل قوی نور-ماده را فراهم می کنند و منجر به بهبود حساسیت تشخیص می شوند. با این وجود، برای دستیابی به محدودیت های تشخیص بسیار پایین مورد نیاز برای نظارت بر محیط زیست گازهای گلخانه ای، هنوز به افزایش بیشتر حساسیت و گزینش پذیری نیاز است.
معرفی نانومواد پیشرفته مانند گرافن، فرصت های جدیدی را برای توسعه حسگرهای نوری با کارایی بالا ایجاد کرده است. رسانایی الکتریکی استثنایی گرافن، شفافیت نوری و مساحت سطح بزرگ آ
|
|
پژوهشگران
|
علی محمد عبدالله عبدالله (دانشجو)، رسول عالی پور کوسالار (استاد راهنمای اول)، محسن محمدنژاد (استاد مشاور)
|