ردیابی آلاینده‌ها و بیماری‌ها با حسگرهای هوشمند
میز خبری معاونت پژوهش و فناوری دانشگاه تهران:
دکتر سمیرا مهرآور، پژوهشگر پسادکتری دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه تهران، از پیشبرد پژوهش‌هایی خبر داد که با بهره‌گیری از نانومواد مهندسی‌شده، به توسعه فناوری‌های نوین در حوزه انرژی، محیط‌زیست و سلامت منجر شده است. این پژوهش‌ها در امتداد تخصص وی در حوزه نانوفناوری و مهندسی شیمی، با هدف ارائه راهکارهای کاربردی برای چالش‌های روز کشور و جهان دنبال می‌شود.
وی با اشاره به سوابق پژوهشی خود اظهار کرد: در نخستین دوره پسادکتری، تمرکز بر طراحی نانوکاتالیست‌های پیشرفته برای تبدیل گازهای گلخانه‌ای بود که به ثبت یک اختراع در این حوزه انجامید. نوآوری این کاتالیست‌ها بر پایه مهندسی ساختار سطحی و بهینه‌سازی برهم‌کنش‌های فعال شکل گرفت و در فرآیند بازآرایی خشک متان، با مصرف کمتر فلز فعال، حدود ۲۰ درصد هیدروژن بیشتری نسبت به کاتالیست صنعتی FCR-4 تولید کرد. نتایج این پژوهش در قالب دو مقاله نمایه‌شده در پایگاه ISI منتشر شد.
شکل‌گیری ایده یک پلتفرم هوشمند برای پایش آلاینده‌ها
دکتر مهرآور درباره فعالیت پژوهشی کنونی خود در آزمایشگاه جذب سطحی دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه تهران و تحت راهنمایی دکتر شهره فاطمی گفت:
این پژوهش در قالب طرح «پلتفرم نانوفناورانه مبتنی بر آرایه‌های میکروترازوی کریستال کوارتز با پوشش‌های نانوساختار برای تشخیص غیرتهاجمی و پایش ترکیبات آلی فرّار در کاربردهای پزشکی و صنعتی» تعریف شده است.
به گفته وی، تشخیص بسیاری از آلاینده‌های محیطی و همچنین ترکیبات موجود در هوای بازدم انسان که می‌توانند نشانگر بیماری‌های متابولیک باشند، همچنان به تجهیزات پیچیده، پرهزینه و زمان‌بر وابسته است. از این رو، ایده اصلی پژوهش بر ارتقای عملکرد حسگرهای کریستال کوارتز برای شناسایی سریع‌تر و دقیق‌تر ترکیبات آلی فرّار در غلظت‌های بسیار پایین استوار شده است. در این سامانه، استفاده از پوشش‌های نانوساختار هدفمند و پلیمرهای قالب مولکولی موجب تقویت برهم‌کنش میان حسگر و مولکول‌های هدف و افزایش دقت و گزینش‌پذیری می‌شود.
نقش هوشمندسازی در افزایش دقت سنسورها
این پژوهشگر دانشگاه تهران با اشاره به تفاوت رویکرد جدید با روش‌های متداول اندازه‌گیری آلاینده‌ها افزود: در روش‌های سنتی، خروجی حسگر معمولاً به یک پاسخ منفرد محدود می‌شود، اما در رویکرد هوشمند، مجموعه‌ای از پاسخ‌های حسگر به‌صورت همزمان تحلیل می‌شود.
وی توضیح داد: تمرکز این طرح بر استخراج الگوهای چندمتغیره از پاسخ پوشش‌های مختلف است؛ رویکردی که قدرت تفکیک را افزایش داده، اثر عوامل مزاحم را کاهش می‌دهد و قابلیت اطمینان نتایج را بهبود می‌بخشد. این دستاورد می‌تواند زمینه توسعه ابزارهای پایش سریع‌تر، دقیق‌تر و قابل اعتمادتر را در حوزه‌های محیط‌زیست و سلامت فراهم کند.
دستاوردی نوین در تلفیق نانومواد و تحلیل داده
دکتر مهرآور مهم‌ترین دستاورد این پروژه را ارائه چارچوبی نوین برای ارتقای عملکرد حسگرهای کریستال کوارتز از طریق تلفیق نانومواد مهندسی‌شده و تحلیل داده‌های چندمتغیره عنوان کرد.
وی گفت: در این چارچوب، پاسخ‌های پراکنده حسگر به الگوهای معنادار و قابل تفسیر تبدیل می‌شوند. این رویکرد با روندهای نوین پایش هوشمند همسو بوده و ظرفیت قابل توجهی برای کاربردهای تشخیصی و محیط‌زیستی ایجاد می‌کند.
کاربردهای گسترده در سلامت و محیط‌زیست
به گفته این پژوهشگر، فناوری توسعه‌یافته قابلیت استفاده در حوزه‌های مختلفی از جمله پایش کیفیت هوا، کنترل آلاینده‌های فرّار، ارتقای ایمنی محیط‌های صنعتی و توسعه روش‌های غیرتهاجمی پایش سلامت مبتنی بر آنالیز بازدم را دارد.
وی افزود:
این فناوری به‌ویژه در تشخیص بیماری‌های متابولیک از طریق تحلیل ترکیبات موجود در بازدم انسان می‌تواند نقش مؤثری ایفا کند. همچنین ماهیت میان‌رشته‌ای این طرح، زمینه همکاری و هم‌افزایی میان حوزه‌های نانوفناوری، مهندسی شیمی و علوم داده را فراهم می‌آورد.
چشم‌انداز توسعه و تجاری‌سازی
دکتر مهرآور در پایان، گام بعدی این پژوهش را توسعه پوشش‌های اختصاصی برای ترکیبات هدف، ارزیابی عملکرد سامانه در شرایط واقعی و تکمیل مدل‌های تحلیل داده عنوان کرد.
وی اظهار داشت:
چشم‌انداز این پروژه، توسعه سامانه‌های هوشمند پایش با قابلیت ارائه اطلاعات دقیق، سریع و قابل اعتماد و حرکت به سوی تجاری‌سازی فناوری در حوزه‌های سلامت و محیط‌زیست است؛ فناوری‌ای که می‌تواند نقش مهمی در ارتقای کیفیت زندگی و توسعه ابزارهای نوین تشخیصی و پایش ایفا کند.
شرکت پارس مدیکیو و بنیاد فرهنگی مصلی نژاد، حامی میز خبری معاونت پژوهش و فناوری دانشگاه تهران
نظر شما :