Τη30 τη τη not not τη τη not not τη τη30 τη not τη τη30 not30 τη τη τη30 τη30 not not30 not30 τη30 τη not not not τη τη30 τη not τη τη30 τη not30 not not30 τη not not τη τη30 τη not not not30 τη τη30 τη not not not not not not not τη τη not not τη τη not not not30 τη30 τη not not

Τη Τη Not Not Τη Not Not Τη Not Not Τη30 Not Τη Τη30 Not30 Τη30 Not Τη Τη Not Not Τη30 Not30 Τη30 Τ (Duben 2019).

Anonim

Inspirován anatomií hmyzu, interdisciplinární výzkumný tým na univerzitě v Albertě dospěl k novému způsobu, jak rychle a přesně detekovat nebezpečné vzdušné chemické látky.

Práce byla zahájena u Arindama Phaniho, absolventa studie na oddělení chemie a materiálového inženýrství UA, který pozoroval, že většina hmyzu má na povrchu těla drobné chlupy a není jasné, na co jsou chlupy. Snaží se pochopit, co tyto vlasy mohou být schopné, Phani navrhl experimenty zahrnující "les" malých chloupků na tenkém vibrujícím krystalovém čipu pod vedením svého akademického poradce Thomase Thundatu, kanadského výzkumného křesla v ropných písků Molekulární inženýrství. Tito dva se spojili s Vakhtangem Putkaradzem, stým centrem profesora na Univerzitě Alberty v oddělení matematických a statistických věd.

Pokusy a následné teoretické vysvětlení tvořily základ nové studie zveřejněné v 6. září vydání vědeckých zpráv, online otevřeného časopisu od vydavatelů Nature.

"Chtěli jsme udělat něco, co nikdo jiný neudělá, " říká Putkaradze, matematik, který je také renomovaným odborníkem v oblasti mechaniky. "Když používáme rezonátory jako senzory, většina lidí se chce zbavit rozptýlení nebo tření, protože je považována za velmi nežádoucí, má sklon zakrývat to, co se snažíte měřit. Udělali jsme to nežádoucí a učinili to užitečným."

"Snímání chemikálií bez chemických receptorů bylo v normálních podmínkách výzvou, " říká Thundat, přední světový odborník v oblasti snímání. "Uvědomili jsme si, že existuje mnoho informací obsažených ve ztrátě tření mechanického rezonátoru v pohybu a je mnohem výraznější u nanometrů."

Myšlenka je, že každý objekt, který se rychle pohybuje vzduchem, dokáže prozkoumat vlastnosti okolního prostředí. Představte si, že máte v ruce hůlku a pohybujete se sem a tam, a dokonce i při zavřených očích, můžete cítit, zda se hůlka pohybuje vzduchem, vodou nebo medem, a to pouze tím, že pocítíte odpor. Nyní si představte tuto hůlku s miliardami drobných chlupů, pohybujte se tam a zpět několik milionů za sekundu a jen si představte možnosti snímání.

"U nanostruktur můžeme cítit nepatrné změny ve vzduchu, který obklopuje rezonátor, " říká Putkaradze. "Tato citlivost činí zařízení užitečným pro detekci široké škály chemických látek."

Phani, který je prvním autorem této publikace, se domnívá, že "podobné mechanismy zahrnující pohyby nanovlákna mohou být použity pro snímání živými organismy". Vzhledem k tomu, že se tření dramaticky mění s nepatrnými změnami v životním prostředí a je snadné měřit, může být možné nakonec vytvořit gadget o velikosti podobném nebo o něco větší než Rubikova kostka a navržený tak, aby se zapojil do zdi.

V současné době je zařízení skupiny zaměřeno především na snímání chemických výparů ve vzduchu.

"Myslíme si, že toto zařízení může fungovat jako menší a levnější spektrometr, který měří chemikálie v rozmezí dílů na milión, " říká Putkaradze.

Putkaradze vysvětluje, že kromě rozměrů a přiměřených nákladů, co odlišuje zařízení od větších a dražších zařízení, je jeho všestrannost. "Protože náš senzor není zaměřen na detekci nějaké specifické chemické látky, může to interpretovat širokou škálu a nevyžaduje to, abychom molekuly skutečně připojili k cokoli, abychom vytvořili mechanickou odpověď, což znamená, že je také opět použitelné."

Tým dodává, že nejdůležitějším a zřejmým využitím bude monitorování kvality ovzduší. Putkaradze říká, "chceme pracovat s aplikacemi, jako jsou donucovací a vědecké laboratoře, ale nejčastěji se jedná o environmentální pozorování chemického znečištění ovzduší ve městech a průmyslu zdrojů."

Budoucí iterace směřují k detekci prachu podobného částicovým látkám, stejně jako k počtu virů přítomných ve vzduchu, které jsou neocenitelné pro veřejné zdraví.

menu
menu