از اسیدی و بازی بودن یک محلول در دوران دانش‌آموزی و دبیرستان خوانده‌ایم. واژه‌هایی که برای شناخت ویژگی‌های یک محلول باید اندازه‌گیری شود.

شناخت میزان اسیدی بودن مایعات در بسیاری از صنایع از قبیل صنایع غذایی، دارویی، صنایع کشاورزی و دامپروری، تصفیه خانه ها، آزمایشگاه های صنعتی و پزشکی و در سایر صنایع که اندازه گیری میزان اسید آن مورد نیاز باشد، مورد استفاده قرار می گیرد.

از این رو، روش های زیادی برای اندازه گیری پی‌اچ محلول ها وجود دارد ولی هرکدام محدودیت های خود را دارند. بنابراین، نیاز به یک سنسور پی اچ سبک، ارزان، قابل حمل و قابل استفاده در هر زمان با دقت مناسب، بسیار احساس می شود.

این مسائل توسط دستگاه سنجش اسید یا باز، برای اندازه گیری سطح آن محیط آبی حل شده است. در حال حاضر بیش از 7 میلیارد کاربر تلفن همراه وجود دارد که بیش از 40 درصد از آنها کاربران گوشی های هوشمند هستند. گوشی هوشمند در زندگی روزمره مدرن نقش های فراوانی دارد.

این تجهیزات، به ویژگی‌های چند بعدی پیشرفته مانند وای‌فای، بلوتوث، حسگرهای نور محیط، دوربین های مگاپیکسلی خوب، شتاب سنج ها و بسیاری موارد دیگر مجهز هستند.

در این طرح، یک حسگر پی‌اچ ارائه شده که در واقع یک دستگاه مبتنی بر گوشی هوشمند است که از خاصیت فلورسانس نانوذرات کربنی برای سنجش پی‌اچ استفاده می‌کند.

دستگاه حسگر به گونه ای است که نمونه ها، درون شیشه های مخصوص، داخل دستگاه قرار داده می شوند. برای آماده سازی، مقداری از نمونه مورد نظر در نانوذرات کربنی همراه دستگاه ریخته شده و در آن قرار داده می شود.

این نانوذرات کربنی هنگام روشن شدن منبع نور فرابنفش موجود در دستگاه، نور آبی رنگ از خود ساطع می‌کنند. کاربر باید نرم افزار طراحی شده را اجرا کرده و از نمونه های داخل دستگاه با دوربین گوشی هوشمند خود تصویربرداری کند.

پس از آن تصویر را توسط نرم افزار مورد بررسی قرار دهد، نرم افزار تصاویر را آنالیز کرده و شدت نور نمونه ها را نسبت به یکدیگر می‌سنجد. شدت نور ساطع شده از نانوذره کربنی متناسب با میزان پی اچ محلول بوده و شدت نور زیاد نشان دهنده اسیدی بودن محلول مورد اندازه گیری می باشد و هرچه این شدت نور کاهش یابد به معنای قلیایی بودن محلول مورد نظر است.

با در نظر گرفتن موارد ذکر شده و با توجه به این موضوع که تغییر شدت نور را می توان با استفاده از نرم افزارهایی در گوشی های هوشمند دنبال کرد، استفاده از این نانوذرات به عنوان سنسور پی اچ نوید بخش توسعه دستگاه قابل حمل، کم هزینه و بدون نیاز به نیروی ماهر انسانی برای آشکارسازی و اندازه گیری پی اچ در نمونه‌های مختلف است.

در حال حاضر و با حمایت‌های معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، ستادهای توسعه فناوری، مراکز و شتابدهنده‌های فناوری، زمینه برای توسعه این تجهیزات به دست تیم‌های خلاق و توانمند فراهم است.

 *عضو هیات علمی دانشگاه شهید بهشتی

منبع: isti.ir

#