كشف باحثون من جامعة كامبريدج عن جهاز استشعار رائد مصنوع من مادة تُعرف باسم "الدخان المتجمد"، وهو قادر على اكتشاف الفورمالديهايد في البيئات الداخلية بحساسية غيرdent.
يمثل هذا المستشعر المبتكر تقدماً كبيراً في مجال البيئي ، حيث يعد بقدرات كشف محسنة للمركبات العضوية المتطايرة التي تشكل مخاطر صحية.
أجهزة استشعار "الدخان المتجمد" المعززة بالذكاء الاصطناعيdefiتعريف الكشف عن الفورمالديهايد
يتميز جهاز الاستشعار، الذي طوره فريق بقيادة البروفيسور توفيق حسن من مركز كامبريدج للجرافين، بقدرته على اكتشاف الفورمالديهايد في الوقت الحقيقي بمستويات منخفضة تصل إلى ثمانية أجزاء في المليار.
وهذا يتجاوز حساسية العديد من أجهزة استشعار جودة الهواء الداخلي الموجودة، مما يوفر أداة حاسمةdentالمخاطر الصحية المحتملة في مختلف البيئات.
تُعتبر المواد الهلامية الهوائية، المعروفة ببنيتها المسامية للغاية، بمثابة الأساس لهذه المستشعرات المتطورة.
من خلال تشكيل التجاويف داخل الهلاميات الهوائية بشكل معقد، تمكن الباحثون من الكشف الدقيق عن الفورمالديهايد في درجة حرارة الغرفة.
تتيح هذه الطريقة الكشف الانتقائي عن الفورمالديهايد، وهو مركب عضوي متطاير شائع يوجد في الأدوات المنزلية مثل ألواح MDF وورق الجدران والدهانات والأقمشة الاصطناعية.
إمكانية التطبيق على نطاق واسع
تعمل أجهزة الاستشعار النموذجية بأقل قدر من الطاقة، مما يجعلها مناسبة لمجموعة من التطبيقات، بما في ذلك الأجهزة القابلة للارتداء والأجهزة الطبية.
يتصور الفريق تصغير هذه المستشعرات لنشرها على نطاق واسع، مما يوفر مراقبة في الوقت الحقيقي لجودة الهواء الداخلي للتخفيف من المخاطر الصحية المرتبطة بالتعرض للمركبات العضوية المتطايرة.
تشكل المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) خطراً كبيراً لتلوث الهواء الداخلي، مما يساهم في ظهور أعراض مثل تهيج العين، وعدم الراحة في الحلق، ومشاكل الجهاز التنفسي.
إن التعرض المطول لبعض المركبات العضوية المتطايرة، بما في ذلك الفورمالديهايد، يمكن أن يؤدي إلى آثار صحية خطيرة مثل تفاقم الربو وزيادة خطر الإصابة بالسرطان.
مع تجاوز نسبة كبيرة من الأسر للحدود الموصى بها للفورمالديهايد التي وضعتها منظمة الصحة العالمية، فإن الحاجة إلى حلول مراقبة دقيقة أمر بالغ الأهمية.
أجهزة استشعار "الدخان المتجمد"defiتعريف مراقبة الصحة البيئية
وقد أسفر التعاون بين جامعة كامبريدج وجامعة وارويك عن نتائج واعدة في تطوير منصات متعددة الحساسات منخفضة التكلفة تتضمن مادة "الدخان المجمد" الجديدة.
من خلال دمج النقاط الكمومية في بنية الهلام الهوائي واستخدام خوارزميات التعلم الآلي، تمكن الباحثون من تعزيز حساسية المستشعر وانتقائيته.
يُمكّن هذا الإنجاز من التمييز بين الفورمالديهايد والمركبات العضوية المتطايرة الأخرى، مما يمهد الطريق لإجراء تقييمات أكثر شمولاً للصحة البيئية.
بدعم من معهد هنري رويس ومجلس أبحاث الهندسة والعلوم الفيزيائية (EPSRC)، يمثل هذا البحث خطوة مهمة إلى الأمام في الكشف عن المواد الخطرة وتقييم جودة الهواء بدقة أكبر.
إن تطبيق خوارزميات الذكاء الاصطناعي يعزز قدرات المستشعر بشكل أكبر، مما يوفر نهجًا شاملاً لمراقبة البيئات الداخلية بحثًا عن المخاطر الصحية المحتملة المرتبطة بالتعرض للمركبات العضوية المتطايرة.
يمثل تطوير مستشعر "الدخان المتجمد" إنجازًا رائعًا في العلوم البيئية، ويبشر بفوائد ملموسة للصحة والسلامة العامة.
بفضل حساسيتها التي لا مثيل لها وإمكانية تطبيقها على نطاق واسع، تبشر تقنية الاستشعار المبتكرة هذه بعصر جديد في مراقبة جودة الهواء الداخلي، مما يمكّن الأفراد والمجتمعات من حماية رفاهيتهم.
