Astıma sebep olduğu bilinen ve çok yaygın olarak karşılaşılan bir gaz olan azot dioksit (NO2) tespitini etkin bir şekilde yapan bir sensör geliştirildi.
Özellikle fosil yakıtların çokça yakıldığı ve endüstriyel faaliyetlerin yoğun olduğu yerlerde fazlaca bulunan azot dioksit gazının mevcut teknolojiyle kolayca ve ucuz bir şekilde tespit edilmesi mümkün değil.
Bu bölgelerde yaşayan insanlar günlük hayatta havadaki azot dioksit miktarını kolayca ve gerçek zamanlı olarak ölçebildikleri takdirde olumsuz sağlık etkilerini en aza indirmek için gerekli önlemleri daha kolay alabilir.
Oda sıcaklığında çalışan ve geleneksel sensörlere göre daha az enerji tüketen 2 boyutlu (2B) sensör üretildi.
ABD'de nanoteknoloji alanında önde gelen Nano Letters Dergisi'nde yayımlanan araştırmanın sonucuna göre; bu sensör azot dioksiti diğer gazlardan çok etkili bir şekilde ayırt edebiliyor ve benzer aygıtlara kıyasla çok daha hızlı çalışıyor.
California Üniversitesi Berkeley'deki bilim insanları tarafından geliştirilen yeni nanoteknolojik sensör kolayca giyilebilir cihazlara da dönüştürülebileceğinden astım ve benzeri sağlık sorunları yaşayanlara günlük hayatlarında yoğun azot dioksit bulunan ortamlardan kaçınmaları için yardımcı olabilecek.
Azot dioksit (NO2) birçok endüstriyel proseste ara ürün olarak ortaya çıkan sağlığa zararlı bir gaz.
Özellikle yapay gübre üretiminde küresel olarak her yıl milyonlarca ton salınan bu gaz, aynı zamanda içten yanmalı motorlar tarafından da üretilip atmosfere salınmakta.
Aynı şekilde, evlerde yanan şofben ve ocaklardan da az miktarda da olsa azot dioksit çıkıyor.
ODTÜ Fizik ve Matematik bölümlerinden mezun olduktan sonra Yale Üniversitesi'nde fizik alanında yüksek lisans ve doktorasını yapan Mehmet Doğan, ABD'deki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve California Üniversitesi Berkeley'de doktora sonrası çalışmalarını sürdürüyor.
Bu araştırmanın teori ve hesaplama kısımlarını yürüten Doğan, "Düşük miktarlarda bile düzenli olarak maruz kalındığında akciğerlere hasar verdiği bilinen bu gaz, birçok çalışmada özellikle astım ve benzeri solunum hastalıklarıyla ilişkilendirilmiş durumda" diyor.
"Birçok başka gazla reaksiyona girebildiğinden asit yağmurlarına da sebep olabiliyor"
Atmosferdeki NO2 miktarının ozon miktarını da etkilediğinden aynı zamanda dolaylı yoldan bir sera gazı olarak da nitelendiğini söyleyen Doğan, "Birçok başka gazla reaksiyona girebildiğinden atmosferdeki nitrik asit miktarını artırıp asit yağmurlarına da sebep olabiliyor" uyarısında bulunuyor.
"Birçok zararı olan bu gazı pratik bir şekilde tespit edebilmek endüstriyel prosesleri, otomobil egzozlarını, gazlı soba ve benzeri aygıtları daha etkili bir şekilde kontrol etmek için kritik bir öneme sahip" diyen Doğan, "Fakat bu gaz renksiz ve kokusuz, aynı zamanda da insan duyuları tarafından algılanabilecek seviyelerin çok çok altında dahi zararlı olabiliyor, dolayısıyla yüksek teknoloji ürünü sensörlere ihtiyacımız var" şeklinde konuşuyor.
Grafen gibi malzemelerden yapılan diğer 2B cihazların aksine, bu yeni 2B sensör, amonyak ve formaldehit gibi diğer toksik gazlara minimal bir tepki vererek, nitrojen dioksit moleküllerini çok etkili bir şekilde tespit etmiş oluyor.
"Bu sensör birkaç dakikada ölçüm alıp sıfırlanabiliyor"
Mevcut çalışmanın baş yazarı olan Amin Azizi, California Üniversitesi Berkeley'deki çalışmalarından önce Pennsylvania Eyalet Üniversitesi Malzeme Araştırmaları Enstitüsü'nde doktorasını tamamladı.
Azizi, yeni 2B sensörün milyarda 50 parçacığa (50 pbb) kadar düşük yoğunlukta nitrojen dioksit konsantrasyonlarını algılayabildiğini söylüyor.
Rakip 2B malzemeler kullanarak yapılan sensörlerin aksine, bu sensörün çok hızlı çalışabildiğini de sözlerine ekleyen Azizi, "Benzer sensörlerin NO2 gazını algılaması ve bir sonraki ölçüm için sıfırlanması saatlerce sürebilirken, bu materyal bunu birkaç dakikada yapabiliyor, bu da pratikliğini ciddi bir şekilde artırıyor" diyor.
"Mikroskopik boyutlarda üretilebileceği için akıllı telefonlara ya da saatlere de entegre edilebilecek"
Yeni sensörün sadece ultra ince değil, aynı zamanda esnek ve şeffaf olmasının onu giyilebilir çevre ve sağlık izleme sensörleri için mükemmel bir aday haline getirdiğini belirten Doğan, "Nanoteknoloji temelli bu cihaz mikroskopik boyutlarda üretilebileceği için akıllı telefonlara ya da saatlere de entegre edilebilecek" diye belirtiyor ve ekliyor:
Bu sensörün bir diğer özelliği de oda sıcaklığında ve atmosferik nem koşullarında çalışabilmesi. Mevcut sensörlerin çoğu, uygun performansı elde etmek için genellikle yüksek sıcaklıklarda ve kuru ortamlarda çalıştırılmak durumunda. Bu da bizim sensörümüzü ayrıştıran en önemli özelliklerden biri oluyor.
Azizi ve Doğan sensör özelliği gösteren yeni 2B malzemenin nasıl geliştirildiğini ve diğer özelliklerini ABD'de yayımlanan önde gelen fizik dergisi Physical Review Letters'ta ayrıntıyla anlatıyorlar.
NO2 sensörü olmasının yanında bu malzemenin diğer kullanım alanları aktif araştırma konusu.
Sensörün pratikte kullanıma geçmesiyle ilgiliyse Doğan "Biz bu malzemenin sensör özelliklerini bilimsel olarak gösterdik, şimdi iş bunu günlük hayatta uygulamaya geçirmek isteyecek mühendislere düşüyor" diyor.
Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nın Malzeme Bilimleri Bölümü'ndeki fakülte üyeleri Alex Zettl ve Marvin Cohen, çalışmanın ortak liderliğini yaptı.
© The Independentturkish
