Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Teknologi

Sensor yang diaktifkan cahaya memberikan hasil presisi pada suhu kamar – ScienceDaily


Terinspirasi oleh permukaan sayap kupu-kupu, para peneliti telah mengembangkan sensor hidrogen yang diaktifkan dengan cahaya yang menghasilkan hasil yang sangat presisi pada suhu kamar.

Teknologi ini dapat mendeteksi kebocoran hidrogen dengan baik sebelum menimbulkan risiko keamanan dan dapat mengukur sejumlah kecil gas yang ada di napas orang, untuk mendiagnosis gangguan usus.

Sensor hidrogen komersial hanya bekerja pada suhu 150C atau lebih tinggi, tetapi prototipe yang dikembangkan oleh para peneliti di RMIT University di Melbourne, Australia, didukung oleh cahaya, bukan panas.

Sensor tersebut, berdasarkan mikrostruktur bergelombang yang meniru permukaan sayap kupu-kupu, dirinci dalam studi baru yang diterbitkan dalam jurnal tersebut. Sensor ACS.

Peneliti bersama Dr Ylias Sabri mengatakan prototipe itu dapat diskalakan, hemat biaya dan menawarkan paket fitur total yang tidak dapat ditandingi oleh sensor hidrogen mana pun yang saat ini ada di pasaran.

“Beberapa sensor dapat mengukur jumlah kecil, yang lain dapat mendeteksi konsentrasi yang lebih besar; semuanya membutuhkan banyak panas untuk bekerja,” kata Sabri.

“Sensor hidrogen kami dapat melakukan semuanya – sensitif, selektif, bekerja pada suhu kamar dan dapat mendeteksi di berbagai level.”

Sensor dapat mendeteksi hidrogen pada konsentrasi mulai dari 10 bagian per juta molekul (untuk diagnosis medis) hingga 40.000 bagian per juta (tingkat di mana gas berpotensi meledak).

Peneliti bersama Dr Ahmad Kandjani mengatakan jangkauan deteksi yang luas membuatnya ideal untuk penggunaan medis dan meningkatkan keselamatan dalam ekonomi hidrogen yang sedang berkembang.

“Hidrogen berpotensi menjadi bahan bakar masa depan, tetapi kami tahu kekhawatiran keamanan dapat memengaruhi kepercayaan masyarakat terhadap sumber energi terbarukan ini,” katanya.

“Dengan memberikan teknologi penginderaan yang tepat dan andal yang dapat mendeteksi kebocoran terkecil, jauh sebelum menjadi berbahaya, kami berharap dapat berkontribusi untuk memajukan ekonomi hidrogen yang dapat mengubah pasokan energi di seluruh dunia.”

Benjolan kupu-kupu: Cara kerja sensor

Inti inovatif dari sensor baru ini terdiri dari bola kecil yang dikenal sebagai kristal fotonik atau koloid.

Bentuk berlubang ini, mirip dengan tonjolan kecil yang ditemukan di permukaan sayap kupu-kupu, adalah struktur yang sangat teratur dan sangat efisien dalam menyerap cahaya.

Efisiensi itu berarti sensor baru dapat menarik semua energi yang dibutuhkan untuk beroperasi dari seberkas cahaya, bukan dari panas.

Peneliti PhD dan penulis pertama Ebtsam Alenezy mengatakan sensor suhu ruangan lebih aman dan lebih murah untuk dijalankan, dibandingkan dengan sensor hidrogen komersial yang biasanya beroperasi pada suhu 150C hingga 400C.

“Kristal fotonik memungkinkan sensor kami diaktifkan oleh cahaya dan mereka juga memberikan konsistensi struktural yang penting untuk penginderaan gas yang andal,” katanya.

“Memiliki struktur yang konsisten, kualitas fabrikasi yang konsisten, dan hasil yang konsisten sangat penting – dan itulah yang diberikan alam kepada kita melalui bentuk-bentuk yang terinspirasi dari alam ini.

“Proses fabrikasi yang dikembangkan dengan baik untuk kristal fotonik juga berarti teknologi kami mudah diskalakan ke tingkat industri, karena ratusan sensor dapat diproduksi dengan cepat sekaligus.”

Untuk membuat sensor, chip elektronik pertama-tama ditutup dengan lapisan tipis kristal fotonik dan kemudian dengan komposit paladium titanium.

Saat hidrogen berinteraksi dengan chip, gas diubah menjadi air. Proses ini menciptakan arus elektronik dan dengan mengukur besarnya arus, sensor dapat mengetahui dengan tepat berapa banyak hidrogen yang ada.

Tidak seperti banyak sensor komersial yang berjuang menghadapi nitrogen oksida, teknologi baru ini sangat selektif sehingga dapat secara akurat mengisolasi hidrogen dari gas lain.

Aplikasi medis

Dengan peningkatan kadar hidrogen yang diketahui terkait dengan gangguan gastrointestinal, teknologi ini memiliki potensi yang kuat untuk digunakan dalam diagnosis dan pemantauan medis.

Saat ini, pendekatan diagnostik standar adalah melalui sampel napas, yang dikirim ke laboratorium untuk diproses.

Sabri mengatakan chip baru itu dapat diintegrasikan ke dalam perangkat genggam untuk memberikan hasil yang instan.

“Dengan kondisi usus, perbedaan antara tingkat hidrogen yang sehat dan tingkat yang tidak sehat sangat kecil – hanya 10 bagian per juta – tetapi sensor kami dapat secara akurat mengukur perbedaan sekecil itu,” katanya.

Aplikasi paten sementara telah diajukan untuk teknologi tersebut dan tim peneliti berharap dapat bekerja sama dengan produsen sensor hidrogen, sel bahan bakar, baterai, atau perusahaan diagnostik medis untuk mengkomersialkan sensor tersebut.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney