|
شیمی‌دان‌های چینی موفق به ساخت ماده‌ای شده‌‌اند که در اثر رطوبت هوا
تغییر رنگ می‌دهد. حسگرهای رایج رطوبت نیازمند نیروی الکتریکی هستند، اما
در این روش از یک هایدروژل بلوری نوری ساده، از جنس پلیمر استفاده می‌شود
که می‌تواند کاربرد‌های عملی زیادی داشته باشد.
مواد نوری از نواحی‌ای تشکیل شده‌است که ثابت دی الکتریک آنها متناوباً کم
و زیاد است. این نواحی ساختار نانومتری دارند و می‌توانند جریان نور را در
سرتاسر این مواد، تحت تأثیر قرار دهند. این فرایند را می‌توان در رنگ‌های
مرتعش سنگ قیمتی اپال ـ‌که یک بلور نوری طبیعی است ـ نیز مشاهده نمود.
کلید ساخت مواد نوری حساس به رطوبت، در طراحی ساختار نانومتری آن وجود دارد.
این گروه پژوهشی با رهبری یالین سونگ در آکادمی علوم چین واقع در بیجینگ،
از پلیمری با پایه استایرن برای ساخت کره‌های کوچکی با اندازه حدود ۱۵۰
نانومتر استفاده نمودند، سپس این کره‌ها در محلولی از آکریلامید غوطه‌ور
شده، تحت نور مادون قرمز قرار می‌گیرد تا فرایند پلیمریزاسیون آغاز گردد.
نتیجه این فرایند آپال کامپوزیتی(یک هایدروژل بلوری نوری است که نسبت به
میزان رطوبت موجود در هوا عکس‌العمل نشان می‌دهد) است. سونگ می‌گوید: “با
کاهش یا افزایش رطوبت، پلی اکریلامید متورم یا جمع می‌شود که این امر موجب
بزرگ یا کوچک شدن ساختار می‌گردد، در نتیجه رنگ هایدروژل در اثر رطوبت
تغییر می‌کند.”
یادونگ یین، متخصص بلور‌های نوری تغییر رنگ‌دهنده از دانشگاه کالیفرنیا، می‌گوید:
“اگرچه ایده استفاده از هایدروژل‌ها برای کنترل خواص نوری بلور‌های کلوئیدی
جدید نیست؛ سیستمی که در این تحقیق به آن اشاره شده‌است، مزایایی دارد که
می‌تواند محدوده تنظیم‌پذیر وسیعی که شامل طیف مرئی می‌شود را نیز پوشش
داده و به برگشت پذیری خوبی هم دارد.”
کنترل رطوبت در بسیاری از صنایع مانند صنایع غذایی و صنایع الکترونیک برای
جلوگیری از تشکیل میعانات مضر ضروری است. توسعه تراشه‌ها و حسگرهای دقیق
رطوبت می‌تواند برای این بخش‌ها بسیار مفید باشد.
این گروه پژوهشی در حال توسعه این فناوری بوده و امیدوار است، بتوانند
آشکارسازهای دیگری را نیز برای آشکارسازی نشت گازها یا مقادیر اندک مواد
سمی در هوا تولید نمایند.
نتایج این تحقیق در مجله J. Mater. Chem. منتشر شده‌است.
|
