ساخت حسگر گرمايي با تقليد از طبيعت
پژوهشگران آمريکايي معتقدند که با تحقيق روي بال پروانه مي‌توان حسگرهاي دمايي کوچک‌تر و سريع‌تر توليد کرد. در اين فناوري از نانولوله‌هاي کربني براي افزايش هدايت الکتريکي سطح استفاده مي‌شود. آنها مي‌گويند اين فناوري مي‌تواند منجر به توسعه روش‌هاي تصويربرداري شود.
روش‌هاي مختلفي براي شناسايي گرما وجود دارد براي مثال مي‌توان تغيير مقاومت حاصل از تغيير دما را رصد کرد. اما براي عملکرد صحيح، اين سيستم‌ها بايد خنک شوند در غير اين صورت حتي در صورت حذف منبع گرمايي، سيستم گرما را احساس کرده و گزارش مي‌کند. در دستگاه‌هاي تصويربرداري از يخچال‌هاي هليم مايع استفاده مي‌شود. اما از آنجايي که براي خروج دما نياز به فضاي نسبتا زيادي است، بنابراين اندازه حسگرهاي گرمايي نمي‌تواند از حدي کوچک‌تر شود. اين موضوع يک مانع بر سر راه طراحي سيستم‌هاي قابل حمل و نقل مي‌باشد.
محققان دانشگاه آلباني در آمريکا با الهام از طبيعت به حل اين مشکل پرداختند. آنها از بال يک نوع پروانه براي اين کار استفاده کردند که در آن تغيير دماي بال منجر به تغيير طول موج نور انعکاس يافته از سطح مي‌شود. آنها دريافتند که بال اين پروانه در صورت تابش پرتو مادون قرمز دچار بسط شده در نتيجه طول موج انعکاسي آن تغيير مي‌کند. دليل افزايش سطح بال پروانه آن است که اين بال‌ها از جنس پليمر چيتين است که در اثر برخورد پرتو مادون قرمز تغيير کرده که در نهايت منجر به کاهش ضريب شکست آن مي‌شود.
اين گروه تحقيقاتي از نانولوله‌هاي کربني براي اين کار استفاده کردند که به‌دليل هدايت گرمايي بالا قادر است گرما را به‌راحتي عبور دهد. البته اين کار هنوز در مراحل اوليه خود است بنابراين نياز به تحقيقات بيشتر دارد. اما محققان معتقدند که يک روز اين ايده به تحقق خواهد پيوست. براي توليد چنين حسگري در قدم اول بايد بتوان نانوساختارهايي مشابه چيتين توليد کرد. کوچک‌تر شدن ابعاد ذرات چيتين در اين سيستم موجب مي‌شود تا هر قسمت از اين حسگر به يک طيف مادون قرمز حساس شده و رنگ متفاوتي داشته باشد. با اين کار مي‌توان چندين تراشه توليد کرد و به يکديگر متصل نمود و با اين کار حسگر گرمايي پيچيده‌اي را طراحي کرد.
موهان سيريني واساراوا از موسسه فناوري جرجيا مي‌گويد من فکر مي‌کنم اين کار تقليد بسيار هوشمندانه‌اي از طبيعت است. هر قدر به اين ساختارها بيشتر نگاه کنيم متوجه مي‌شويم که از آن استفاده‌هاي بيشتري مي‌توان کرد.
نتايج اين تحقيق در نشريه Nature Photonics به چاپ رسيده است. نانو
روش‌هاي مختلفي براي شناسايي گرما وجود دارد براي مثال مي‌توان تغيير مقاومت حاصل از تغيير دما را رصد کرد. اما براي عملکرد صحيح، اين سيستم‌ها بايد خنک شوند در غير اين صورت حتي در صورت حذف منبع گرمايي، سيستم گرما را احساس کرده و گزارش مي‌کند. در دستگاه‌هاي تصويربرداري از يخچال‌هاي هليم مايع استفاده مي‌شود. اما از آنجايي که براي خروج دما نياز به فضاي نسبتا زيادي است، بنابراين اندازه حسگرهاي گرمايي نمي‌تواند از حدي کوچک‌تر شود. اين موضوع يک مانع بر سر راه طراحي سيستم‌هاي قابل حمل و نقل مي‌باشد.
محققان دانشگاه آلباني در آمريکا با الهام از طبيعت به حل اين مشکل پرداختند. آنها از بال يک نوع پروانه براي اين کار استفاده کردند که در آن تغيير دماي بال منجر به تغيير طول موج نور انعکاس يافته از سطح مي‌شود. آنها دريافتند که بال اين پروانه در صورت تابش پرتو مادون قرمز دچار بسط شده در نتيجه طول موج انعکاسي آن تغيير مي‌کند. دليل افزايش سطح بال پروانه آن است که اين بال‌ها از جنس پليمر چيتين است که در اثر برخورد پرتو مادون قرمز تغيير کرده که در نهايت منجر به کاهش ضريب شکست آن مي‌شود.
اين گروه تحقيقاتي از نانولوله‌هاي کربني براي اين کار استفاده کردند که به‌دليل هدايت گرمايي بالا قادر است گرما را به‌راحتي عبور دهد. البته اين کار هنوز در مراحل اوليه خود است بنابراين نياز به تحقيقات بيشتر دارد. اما محققان معتقدند که يک روز اين ايده به تحقق خواهد پيوست. براي توليد چنين حسگري در قدم اول بايد بتوان نانوساختارهايي مشابه چيتين توليد کرد. کوچک‌تر شدن ابعاد ذرات چيتين در اين سيستم موجب مي‌شود تا هر قسمت از اين حسگر به يک طيف مادون قرمز حساس شده و رنگ متفاوتي داشته باشد. با اين کار مي‌توان چندين تراشه توليد کرد و به يکديگر متصل نمود و با اين کار حسگر گرمايي پيچيده‌اي را طراحي کرد.
موهان سيريني واساراوا از موسسه فناوري جرجيا مي‌گويد من فکر مي‌کنم اين کار تقليد بسيار هوشمندانه‌اي از طبيعت است. هر قدر به اين ساختارها بيشتر نگاه کنيم متوجه مي‌شويم که از آن استفاده‌هاي بيشتري مي‌توان کرد.
نتايج اين تحقيق در نشريه Nature Photonics به چاپ رسيده است. نانو
