طلاب يبتكرون جهازًا للكشف عن الغازات السامة في البيئة

تمكن جهاز تم تطويره من قبل مجموعة من الطلاب من معهد الفيزياء التقنية بجامعة هانوي للعلوم والتكنولوجيا من اكتشاف الغازات السامة مثل NH3 وH2S... في البيئة.

منذ عام ٢٠٢١، خطرت لدو فان مينه، طالبة الصف السادس في معهد الفيزياء التقنية، فكرة تصميم وتصنيع جهاز لقياس الغازات السامة في البيئة. وبتوجيه من المحاضر، نفّذ مينه الفكرة بالتعاون مع ترونغ هونغ كونغ، ونغوين ثي ماي آنه، ونغوين نغوك مينه.

بعد عامين من البحث، تم ترقية جهاز قياس الغاز السام الخاص بمجموعة الطلاب من خلال 3 إصدارات، مع 3 أجزاء رئيسية بما في ذلك الغلاف، ودائرة التحكم الإلكترونية، ومعالجة الإشارة، وغرفة القياس.

قال مينه إنه في بيئات الإنتاج الصناعي، غالبًا ما تظهر أنواع عديدة من الغازات السامة، مثل مجموعات أكاسيد النيتروجين، والأمونيا، وكبريتيد الهيدروجين، وأكاسيد الكربون، والتي تؤثر بشكل مباشر على صحة الإنسان. يُسمح بتركيز هذه الغازات القياسي في بيئة العمل بأقل من 50 جزءًا في المليون. يستطيع جهاز القياس الذي تصنعه المجموعة اكتشاف الغازات السامة بمستويات منخفضة (تركيز غاز 10 أجزاء في المليون) ويُصدر تحذيرًا.

جهاز قياس تركيز الغازات في البيئة، الذي ابتكره طلاب، مزود بشاشة تعرض قيمة التركيز. الصورة: NVCC

النقطة الأهم والأصعب هي البحث عن مستشعر يعمل كمفتاح يسمح بتشغيل الدائرة وإيقافها كما في الدوائر الكهربائية. في هذا التطبيق، يعمل الغاز السام كعامل خارجي يُشغّل المفتاح عن طريق تغيير المقاومة. اختارت المجموعة V2O5 مادةً لتطبيق مستشعر الغاز. في درجة حرارة الغرفة، يستجيب V2O5 لغاز واحد فقط، وهو الأمونيا (NH3)، ولكن بالنسبة للغازات السامة الأخرى مثل H2S وCO وCO2 وNO2، لا يوجد أي تغيير يُذكر، مما يعني أن المستشعر لا يستجيب لغازات أخرى غير NH3، مما يُظهر انتقائية عالية للمستشعر ضمن حد تركيز الغاز البالغ 500 جزء في المليون الذي درسته المجموعة.

صرح مينه بأن الاختبارات العملية أظهرت قدرة الجهاز على اكتشاف وجود غازات سامة في البيئة وإصدار تحذير. عندما يتجاوز تركيز الغاز المستوى القياسي البالغ 50 جزءًا في المليون، يُصدر الجهاز تحذيرًا بإشارة صوتية. بالإضافة إلى التحذير، زُوّد الجهاز بشاشة تعرض قيمة تركيز الغاز المراد قياسه، وترسم منحنى إشارة لتغير التركيز.

تتوفر حاليًا في السوق أنواع عديدة من منتجات قياس الغازات السامة في البيئة، وهي مستوردة من الصين وألمانيا واليابان، بأسعار تتراوح بين ملايين ومئات الملايين من الدونغات الفيتنامية. هناك بعض المنتجات التي طورتها فيتنام، ولكن معظم رؤوس قياس الغاز (شرائح الاستشعار) يجب استيرادها من الخارج.

مجموعة من الطلاب في يوم استلام جائزة البحث العلمي الوطنية للطلاب لعام 2022. الصورة: NVCC

قيّم البروفيسور نجوين دوك هوا، نائب مدير المعهد الدولي للتدريب على علوم المواد (ITIMS) بجامعة هانوي للعلوم والتكنولوجيا، والمحاضر، هذا المنتج بأنه منتج بحثي طلابي، يشمل تصنيع المواد، ورقائق الاستشعار، ودوائر القياس، وعرض البيانات... وأوضح السيد هوا أن المنتج لا يزال في مرحلة الاختبار، لكن "ميزته تكمن في أن الفريق قد صنع رقاقة استشعار تتميز بميزات استثنائية، مثل انخفاض استهلاك الطاقة، ومعدل استجابة عالٍ، والقدرة على اكتشاف الغازات السامة بتركيزات منخفضة". وأشار إلى أن المنتج بحاجة إلى تحسينات في التصميم وبعض ميزات التشغيل ليكون مناسبًا وسهل الاستخدام اليومي.

وقد فاز بحث المجموعة مؤخرًا بالجائزة الثانية في المسابقة الوطنية للبحث العلمي للطلاب لعام 2022.

بيتش ثاو

رابط المصدر: https://vnexpress.net/sinh-vien-sang-che-thiet-bi-do-khi-doc-trong-moi-truong-4612624.html