> خنثی سازی مواد منفجره با فناوری های پیشرفته محسن معصومی: افزایش حملات تروریستی و تغییر مدام شیوه های تروریستی، پیدا کردن مواد منفجره در وسایل شخصی، بسته های پستی، هواپیما و وسایل نقلیه را با چالش مواجه کرده است. محسن معصومی: افزایش حملات تروریستی و تغییر مدام شیوه های تروریستی، پیدا کردن مواد منفجره در وسایل شخصی، بسته های پستی، هواپیما و وسایل نقلیه را با چالش مواجه کرده است. تشخیص مواد منفجره به 3 دلیل عمده کار بسیار پیچیده و پرهزینه ای است زیرا: 1)مواد منفجره بسیار متنوع هستند، 2) نبود حسگرهای ارزان قیمت حساس و گزینش پذیری که بتوانند همزمان مواد منفجره را تشخیص دهند 3)روش های تروریستی تنوع و پیچیدگی های خاص خود را دارد. برای کاهش این مشکلات نیاز به حسگرهایی است که علاوه بر قیمت کم، ظرفیت بالایی برای تشخیص مواد منفجره داشته باشند. به نظر می رسد ورود فناوری نانو به عرصه حسگرها برای بهبود کارآیی حسگرها اجتناب ناپذیر خواهد بود. نانوحسگرهای مورد استفاده در این کاربرد، علاوه بر استفاده در عملیات ضد تروریستی می توانند در پیداکردن بمب های خنثی نشده و مین های مناطق جنگی ( به ویژه مین های بدنه پلاستیکی) مورد استفاده قرار گیرند. همچنین در بسیاری از صنایع مانند پالایشگاه ها و معادن، تشخیص نشت گازهای قابل انفجار در مقادیر کم بسیار حیاتی است تا بتوان قبل از وقوع فاجعه، خطرات احتمالی را به حداقل رساند. نانوحسگرهای تشخیص دهنده حسگرهای تشخیصی مواد منفجره باید به راحتی قابل حمل باشند تا بتوان آنها را در همه مکان ها مورد استفاده قرار داد. همچنین با توجه به اینکه در بیشتر مواقع، مواد منفجره در جعبه های سربسته تعبیه می شوند، حسگرها باید توانایی تشخیص بخارهای بسیار ناچیزی که از مواد منفجره ناشی می شوند را داشته باشند. میزان فشار بخار مواد منفجره در دمای محیط بسیار ناچیز است. به همین دلیل تشخیص این میزان از بخار مواد منفجره با حسگرهای معمولی قابل ردیابی نیست و تنها نانوحسگرها می توانند عملکرد مطلوبی داشته باشند. نانوحسگرها می توانند بر مبنای خواص شیمیایی یا فیزیکی به بخارهای مواد منفجره پاسخ دهند. نانوحسگرهای تشخیصی مواد منفجره را می توان به بینی الکترونی، صفحات نانوسیم/ نانو لوله، صفحات نانو مکانیکی، حسگرهای پذیرنده آزاد، حسگرهای صفحات ترکیبی، نانوحفره پلاسمون لیزری و حسگرهای تحرک یونی تقسیم بندی کرد. بینی الکترونیکی: این نوع از حسگرها مانند بینی حساس سگ عمل می کنند. مشابه اثر انگشت، جایگاه های منحصربه فردی برای هر ماده منفجره روی حسگر وجود دارد. زمانی که بخارهای متصاعد شده از مواد منفجره روی جایگاه ویژه قرار می گیرد حسگر، وجود نوع ماده منفجره در مکان را اعلام می کند. صفحات نانو سیم/ نانو لوله این ساختارها نسبت سطح به حجم زیادی دارند و همچنین دارای خواص الکتریکی منحصر به فردی در هنگام جذب بخارهای مواد منفجره هستند. هر نانو لوله بر اساس اندازه، جنس و گروه های عاملی که روی سطح خود دارد، دارای هدایت الکتریکی منحصر به فردی است، هنگام جذب مولکول های مواد منفجره روی سطح نانو لوله ها، هدایت الکتریکی به شدت تغییر می کند و این تغییرات می تواند بیانگر وجود نوع خاصی از مواد منفجره در محیط باشد. صفحات نانو مکانیکی این نوع حسگرها مانند پایه آنتن هستند که به دلیل گروه های عاملی که در سطح آنها قرار دارد به مولکول های مختلف مواد منفجره حساس هستند و با قرار گرفتن مولکول ها روی آنتن ها، بسته به جرم شان یا حرارت ایجاد شده بر اثر برهمکنش نور لیزر و ماده منفجره، خمش در حسگر به وجود می آید. میزان خمش، مقاومت الکتریکی هر پایه آنتنی شکل را تغییر می دهد که می توان بر این مبنا، نوع ماده منفجره را تشخیص داد. حسگرهای پذیرنده آزاد مواد منفجره این قابلیت را دارند که به سرعت تجزیه شوند یا بسوزند. تماس بخارهای مواد منفجره با سطح فعال یک نانو حسگر می تواند به تولید گرما منجر شود. الگوی گرمای تولید شده برای هر ماده منفجره متفاوت است و می تواند به صورت تولید جریان یا به کمک طیف سنجی حرارتی تغییرات گرمایی ردگیری شود. حسگرهای صفحات ترکیبی این حسگرها از ترکیب چندین حسگر متفاوت تشکیل شده به طوری که ممکن است هر ماده منفجره ای به یکی از حسگرها پاسخ دهی بهتری داشته باشد. نانوحفره پلاسمون لیزری در این روش یک نانو ورق نیمه رسانا مثل CdS روی یک ورق فلزی قرار می گیرد به طوری که یک لایه بسیار نازک از ماده ای عایق بین این دو صفحه قرار می گیرد. سطح ورق نیمه رسانا دارای نقص است و با تماس مولکول های مواد منفجره بر الکترون های لایه هدایت تاثیر گذاشته و با اعمال لیزر پلاسمون ایجاد شده در سطح فلز رنگ های متفاوتی را نشان می دهد که می توان بر اساس رنگ حاصل به نوع و غلظت ماده منفجره پی برد. حسگرهای تحرک یونی این نوع حسگرها دارای لوله های مکش گاز هستند که می توانند بر مبنای بار یون ها و یا شکل و وزن یون ها آنها را از هم جدا کرده و به آشکارساز برسانند. این لوله ها می توانند ابعاد میکرونی داشته و جداره داخلی آنها از نانوموادی تشکیل شده باشد که سرعت حرکت یون ها را کنترل کند. پس از تفکیک یونها و مولکولهای باردار در طول لوله، با فواصل زمانی معین به آشکار ساز می رسند و می توان مقدار و نوع ماده منفجره را تشخیص داد. بازار نانوحسگرها به دلیل افزایش تقاضای سیستم های امنیتی و همچنین بهبود سیستم های ایمنی و هشداردهنده ها در صنایع، بازار نانوحسگرهای تشخیصی مواد شیمیایی قابل انفجار از 1/0 درصد در سال 1393 به بیش از 2 درصد تا سال 1399 خواهد رسید. همچنین بهای تمام شده هر نانوحسگر از 400 دلار در سال 1393 به 8/372 دلار در سال 1399 کاهش خواهد داشت. پیش بینی می شود میزان بازار جهانی نانوحسگرهای تشخیص مواد قابل انفجار در سال 1399 مبلغی معادل 5/81 میلیون دلار خواهد بود. در سال 1387 اتحادیه اروپا برنامه ای برای افزایش موارد امنیتی مربوط به مواد منفجره اتخاذ کرد. این برنامه شامل 3 اصل است: پیشگیری، تشخیص و واکنش به موقع. مسائل مربوط به تشخیص مواد منفجره نیاز به حسگرهای پیشرفته دارد، به همین دلیل اتحادیه اروپا بودجه ای برای پروژه های مشترک با پژوهشگاه های خصوصی اختصاص داد تا فناوری های نانو مربوط به این حوزه را گسترش دهد. شرکت SpectraFluidics با همکاری پژوهشکده UCSB، نانوحسگر ردیاب مواد منفجره ای را تولید کرده اند. این محصول در فرودگاه ها و ایست های بازرسی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. پژوهشکده ORNL موفق به ارائه 3ثبت اختراع در زمینه تشخیص مواد منفجره با کمک نانوحسگرها شده که یک مورد آن از نوع حسگرهای پذیرنده آزاد ( حرارتی ) و دو ثبت اختراع دیگر مربوط به تولید نانوحسگرهایی قابل حمل، ارزان با پاسخ دهی سریع هستند که پایه عملکرد آن طیف سنجی تحرک یونی است. به دلیل توانایی این حسگر در جدا کردن یون ها قبل از برخود با آشکارساز، علاوه بر مواد منفجره، توانایی استفاده در مواد شیمیایی مختلف مثل مواد مخدر، مواد خوراکی و... را نیز خواهد داشت. شرکت Vaporsens یکی از شرکت های موفق در تولید حسگرهای تشخیص مواد منفجره و مواد مخدر است. محصولات این شرکت از مواد نانوفیبر تولید شده که بر مبنای بینی الکترونیکی عمل می کنند. این شرکت، سیستم را طوری طراحی کرده که بتوان بعد از اشباع شدن نانوفیبر از مولکول های مواد منفجره، کیت جدید را در دستگاه جایگزین کرد. شرکت Owlstone Nanotech یکی از شرکت های پیشرو در تولید نانوحسگرهای هشداردهنده گازهای قابل انفجار در مصارف صنعتی است. این شرکت پروژه ای را به پایان رسانده که در آن حسگرهای تحرک یونی با قابلیت اتصال بی سیم در ابعاد بسیار کوچک تولید کرده است. در مناطق جنگی می توان هزاران حسگر را ازطریق جت جنگنده رها کرد و هر حسگر محدوده ای را در پوشش خود قرار دهد و وجود هرگونه مین یا بمب کنار جاده ای را شناسایی کند، سپس از طریق ایجاد یک شبکه بی سیم بین حسگرها، محدوده پرخطر را به مرکز کنترل عملیات اعلام کند. فعالیت های داخلی به دلیل اهمیت بسیار بالا، پژوهش های متعددی در زمینه حسگرهای تشخیص مواد منفجره و مواد شیمیایی در کشور درحال انجام است. به عنوان مثال می توان به ساخت حسگرهای گازی مختلف در دانشگاه های کشور از جمله دانشگاه شیراز و دانشگاه صنعتی اشاره کرد. همچنین مطالعاتی تئوری روی طراحی نانوابزاری برای تشخیص گاز سمی سیانوژن در دانشگاه آزاد اسلامی ماهشهر انجام شده است. هرچند بسیاری از پژوهش ها در تشخیص گازهای سمی در صنایع نفت و گاز و پتروشیمی انتشار یافته اما توانمندی های داخل در زمینه ساخت نانوحسگرهای تشخیص مواد شیمیایی و منفجره آشکار و واضح است.
خنثی سازی مواد منفجره با فناوری های پیشرفته
خنثی سازی مواد منفجره با فناوری های پیشرفته
summary-address :
latest News
On the occasion of the New Year, I extend my sincere greetings and best wishes to all faculty members, students, staff, alumni, and academic partners of Shiraz University. With appreciation for the efforts and achievements of the university community...
The commemoration ceremony and awarding of the first Qotb al-Din Shirazi Scientific reward in the field of astronomy and astrophysics was held on the second day of the National Astronomy and Astrophysics Conference, hosted by Shiraz University. This...
For the first time in the country, the Astronomy Entrepreneurs Exhibition was hosted at Shiraz University. According to the public relations office of Shiraz University, the exhibition coincided with the 18th National Astronomy and Astrophysics...
During the second meeting of the "Iran-Iraq Science Week," cooperation agreements were signed between Shiraz University and various Iraqi universities. According to the public relations office of Shiraz University, during the second "Iran-Iraq...
Dr. Zahra Riahi-Zamin, a Persian Language and Literature professor at Shiraz University, has been awarded the fourth Biennial Book Award of Fars. According to the Public Relations Office of Shiraz University, the awards ceremony took place on...
The National Award for Women in Science of Iran (In Honor of Professor Afsaneh Safavi) has been unveiled. According to the Public Relations Office of Shiraz University, during the closing ceremony of Research and Technology Week, held on the evening...
Launching of the Second International Conference on Artificial Intelligence and Software Engineering
The Second International Conference on Artificial Intelligence and Software Engineering officially commenced on Tuesday, December 25, at Shiraz University. It intends to enhance practical and theoretical knowledge and facilitate information exchange...
Dr. Seyyed Hamed Rastgar, a faculty member in the Telecommunications and Electronics Engineering Department at Shiraz University, was the representative of the Islamic Republic of Iran at the BRICS Young Scientists meeting. According to the Public...
According to the public relations office of Shiraz University, citing the Scientometrics Office of the Research and Technology Department of the university, based on a report by the Institute for Scientific and Technological Research of the Islamic...
Shiraz University has signed cooperation agreements with the University of Zaragoza in Spain and the National Research Council of Italy (CNR IRPI) aimed at enhancing scientific, research, and technological collaboration. According to the Public...
Dr. Mehrdad Niakosari, the professor of the Department of Food Science and Technology at Shiraz University, has been recognized as a national outstanding researcher. According to the public relations office of Shiraz University, at the 25th Festival...
According to the public relations office of Shiraz University, a graduation celebration for 500 international students from across the country was held at Shiraz University. Approximately 500 international students from various academic...