ابتكار مستشعر مزدوَج للكشف عن الحرارة والأشعة فوق البنفسجية

طوّر باحثون في جامعة خليفة أليافاً بصرية يمكنها استشعار الحرارة والأشعة فوق البنفسجية.

ونشروا نتائج البحث في مجلة «أدفانسد كومبوزيتس أند هايبريد ماتريالز»، المتخصصة في المواد المتقدمة.

وأفاد الفريق بأن مستشعرات الحرارة والأشعة فوق البنفسجية التقليدية تتميّز في الأغلب بكونها إلكترونية، وتكون في معظمها ضخمة الحجم وباهظة الثمن أو عُرضَة للتشويش، فيما تتميّز الألياف البصرية المُبتكرة بخفة وزنها ومرونتها ومناعتها ضد الضوضاء الكهرومغناطيسية، كما يمكن تصميمها بحيث تتلاءم مع تطبيقات مختلفة، بمجرد إجراء تعديلات طفيفة على تصميم المواد المستخدمة أو الطباعة.

وأشار الفريق إلى استخدام تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد من خلال المعالجة الرقمية للضوء في تثبيت مساحيق متلونة حرارياً وحساسة للأشعة فوق البنفسجية في شكل مزيج من مركبات كيميائية «بوليمرات» قابلة للمعالجة ضوئياً يمكنه تغيير خواصه المتعلقة ببث وعكس الضوء، استجابةً للتغيّرات البيئية.

وضمت قائمة الباحثين المشاركين في المشروع ديليب تشيكارامكودي، والدكتور إسرار أحمد، والبروفيسور راشد أبو الرُّب، والدكتور أندرياس شيفر، والبروفيسور حيدر بوت.

وكشف الباحثون عن نجاحهم في ضبط التوازن بين الضوء المنتقل والمنعكس، من خلال تعديل اتجاه الألياف، إما أفقياً وإما رأسياً، أثناء طباعتها، نظراً للاختلافات في كيفية التفاعل بين الطبقات المطبوعة والضوء، مشيرين إلى أن الأداء الأقوى جاء في ما يتعلق بالاستشعار المزدوج من جانب الألياف المطبوعة رأسياً.

وبيّن أعضاء الفريق أن أهمية ابتكارهم تعود إلى تأثير الحرارة والأشعة فوق البنفسجية في كل شيء، بدءاً من المعدات الصناعية وانتهاء بصحة الإنسان، ومن الممكن أن يؤدي التعرّض للأشعة فوق البنفسجية لفترة مطولة إلى أضرار بالجلد وتحلل البلاستيك وتغيير التفاعلات الكيميائية، بينما يمكن للتغيّرات الحرارية أن تعطل الأنظمة الإلكترونية وتُضعِف المواد وتُشكِّل خطراً على السلامة، لافتين إلى أن توافر مستشعر واحد منخفض الكُلفة لرصد التغيّرات في الأشعة فوق البنفسجية والحرارة في آنٍ واحد، من شأنه أن يُبَسِّط نُظم الرصد ويقلل الكُلفة، إلى جانب أنه يعمل في الأماكن التي تتعطل فيها الأجهزة الإلكترونية التقليدية، كما يحدث في المجالات الكهرومغناطيسية القوية أو البيئات المكشوفة القاسية.

• الألياف البصرية المبتَكَرة تتميّز بخفة وزنها ومرونتها ومناعتها ضد الضوضاء الكهرومغناطيسية.