Bilim İnsanları Bebekler ve Astım Hastaları için Hava Kalitesi Sensörü Geliştirdi
Sussex Üniversitesi’ndeki bilim insanları ev, endüstriyel ve kamu ortamlarında hayat kurtarıcı potansiyele sahip, oldukça hassas ve doğru bir azot dioksit (NO2) sensörü geliştirmek için Oxford’taki M-SOLV şirketi ve Avrupa’dan bir grup bilim insanıyla bir araya geldi. İçten yanmalı motorlardan ve endüstriyel işlemlerden kaynaklanan ve havanın kirlenmesinde en büyük etkenlerden biri olan NO2‘ye uzun süre maruz kalmanın sonucunda başta astım hastaları ve bebekler olmak üzere şiddetli ve hatta yaşamı tehdit eden solunum sorunlarına neden olabilir.
Geliştirdikleri gaz sensörü akıllı telefonlarla ve uygulamalarla senkronize edilebilir, uygun fiyatlı ve taşınabilir bir cihazdır. Nesnelerin İnterneti adını verdikleri bu cihaz ortamdaki NO2 seviyelerinin ilk kez doğru bir şekilde belirlenmesine yardımcı olabilir.
Avrupa Birliği düzenlemeleri havadaki 20 ppb NO2 eşiğinin yılda 18 defadan fazla aşılmasına izin vermemektedir. Ancak, yalnızca Londra’da bile aylık ortalama bu seviyenin üzerindedir. Ppb seviyelerindeki bu tür bir maruziyeti önlemek için hava kalitesinin izlenmesi şu an için kullanışsız ve pahalı ekipmanlarla mümkündür. Bu nedenle de yaygın olarak uygulanamamaktadır.
Bu nedenle bilim insanlarının karşılaştığı en büyük zorluk, havadaki 20 ppb NO2’yi doğru şekilde tespit edebilecek, yaygın kullanım potansiyeline sahip uygun fiyatlı bir cihaz tasarlamaktı.
Çığır açan buluşları diğer yaygın hava kirleticilerine göre NO2ye karşı olağanüstü seçiciliğe sahiptir ve lazer birikimli karbon aerojeline (LDCA) dayanan NO2 algılama katmanı içerir. Bu da cihazı karbon nanomalzemeler arasında benzersiz kılmaktadır.
Ucuz, ölçeklenebilir, tek aşamalı bir lazer işleminin kullanılmasıyla ince, gözenekli ve iyi yapışan LCDA filmi daha sonra havanın sürekli izlenebilmesi için çeşitli cihazlardaki elektrotlara yerleştirilir. Sensör o kadar hassastır ki, 15 dakika içinde 10 ppb NO2’yi algılayabilir. Oda sıcaklığında ve nemli koşullarda çok iyi bir performansa sahiptir ve bu iki koşul diğer sensörlerin aşamadığı bir problemdir.
Sussex Üniversitesi, Malzeme Fiziği Bölümü başkanı Profesör Alan şöyle diyor: “Geliştirdiğimiz bu cihazdaki karbon gibi nanomalzemelerin hemen hepsinde yüzey suyu bulunur. Normalde bu durum geliştirilen teknolojiler için kötü bir özelliktir. Ortam koşullarında bulunan diğer uçucu maddeler yerine NO2’nin seçici olarak çözülebilmesi amacıyla bu su katmanını lehimize çevirdik. Geliştirdiğimiz sensörde NO2 hassasiyetinin bu kadar iyi olmasını buna borçluyuz. Ancak, birçoğumuz hava kalitesinin hayatlarımızı ne kadar da kötü etkileyebileceği konusunda bilgi sahibi değiliz”.
Sensör için potansiyel uygulamalar şunları içerebilir: bir bebeğin yatak odasındaki hava kalitesinin sürekli olarak izlenmesini sağlamak, yüksek kirlilik seviyelerinden kaçınmak için spor yapılabilecek rotaları ve bunun için günün en uygun saatlerini belirlemek ve hatta ev alacak kişiler için hava kalitesinin en iyi olduğu evleri bulmalarına yardımcı olmak. Bilim insanları bu teknolojinin ileride belediyeler tarafından kentsel ortamlarda ve endüstride kirlilik oranlarının izlenebilmesi için kullanacağını umut ediyor.
Sensör geliştirmede anahtar rol oynayan Sussex Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Peter Lynch, “Avrupa’nın dört bir yanından bilim insanlarının oluşturduğu bir ekip olarak ortak hedeflerimizden biri, mükemmel performans sergileyen bir sensör geliştirmekti. Bu cihaz aynı zamanda haneniz için yeterince uygun fiyatlı olacak ve yerel bölgelerdeki hava kalitesi hakkındaki bilgilere saat başı erişebilmenizi sağlayacaktır. Umuyoruz ki bu veriler aynı zamanda hava kalitesi üzerinde önemli gelişmelerin önünü açarak hava kalitesinin sürekli olarak izlenmesi ile ilgili bir veri tabanının oluşturulmasını sağlayacak” dedi.
NO2 algılama cihazını üreten M-SOLV iş geliştirme direktörü Adam Brunton, “Bu sensörün en güzel yönü, şirket bünyesinde zaten sahip olduğumuz ekipmanların ve malzemelerin kullanılarak tasarlanmış olmasıdır. Bu, standart akıllı telefon üretim teknikleriyle uyumlu olduğu ve elektronik işleme, kablosuz iletişim, mobil ağlar vb. ile kolayca entegre edilebileceği anlamına gelir” diyerek sensörlerin oluşturduğu büyük bir ağdan verilere uzaktan erişimin mümkün olduğunu açıklıyor.
Kaynak: phys.org
