تتكون أنظمة المراقبة الحالية لتلوث الهواء من محطات كبيرة وثابتة تقع في مناطق حضرية في مواقع منفصلة جغرافيا تفشل في تلبية الحاجة إلى مراقبة قمم التلوث "النقاط الساخنة" المحلية. يمكن أن توفر مستشعرات غاز الحالة الصلبة التي تعتمد على الأغشية الرقيقة لأكسيد المعدن النانوي استجابة أسرع مع إمكانية التحليل في الوقت الفعلي، ودقة مكانية أعلى، وتشغيل مبسط وتكاليف تشغيل أقل مقارنة بالطرق التقليدية مثل اللمعان الكيميائي وقياس الطيف بالأشعة تحت الحمراء. حساسيتها وانتقائيتها تعتمد على درجة حرارة التشغيل سماكة الفيلم المسامية وحجم الحبوب ويمكن زيادتها عن طريق تعاطي المنشطات بمحفز البلاتين تم تصنيع مستشعرات متعددة العناصر آلية صغيرة يمكنها بشكل عكسي وانتقائي الكشف عن أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد النيتروجين (NO2) عن طريق قياس التغيرات في التوصيل الكهربائي بسبب الامتصاص الكيميائي لجزيئات الغاز الكشف عن ثاني أكسيد الكربون بتركيزات أقل من 1 جزء في المليون وأكسيد النيتروجين أقل من 101جزء في المليون، وهو ما يقابل مستويات عند أو أقل من الحدود القانونية الحالية للاتحاد الأوروبي. من خلال الجمع بين مستشعرات الغاز ذات الحالة الصلبة ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وربطها عبر شبكة مستشعر ذكية يمكن نقل البيانات من مواقع بعيدة إلى موقع خدمة مركزي للسماح بالتحليل في الوقت الفعلي والاستجابة السريعة. الهدف من مشروع هندسة التوزيع المتقدمة (ADA) للمراقبة عن بعد هو تطوير وتنفيذ بنية شبكة مبتكرة، مدمجة في البنية التحتية للاتصالات الحالية، لتطبيقات مراقبة جودة الهواء. إن دمج تقنية الأغشية الرقيقة بأكسيد الفلز مع تصنيع الأجهزة المتوافقة مع CMOS يجعل من الممكن الكشف الانتقائي للتركيزات المنخفضة من ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد النيتروجين والميثان بطريقة فعالة من حيث التكلفة تستخدم مستشعرات الغازات الصلبة ذات الهيكل النانوي مع مشروع الأداء الفائق (NANOS4) تقنيات متناهية الصغر والنانو لتطوير مستشعرات غاز أكسيد المعادن ذات الحساسية المتزايدة. تشتمل تقنيات التصنيع على النمو البلوري لعملية نقل الطور البخاري والطباعة النانوية الضوئية وشعاع الأيونات والإلكترون من أجل الإزالة الانتقائية للمواد. يتم تصنيع أكاسيد القصدير والإنديوم والزنك أو التنغستن في شكل أسلاك نانوية وأحزمة نانوية ومومياء نانوية تعمل هذه الأشكال على زيادة مساحة السطح الفعالة لأكسيد المعدن المعرض للغاز وسيتم تطبيقها في تصنيع الجيل التالي من مستشعرات الغاز المنتقاة والمستقرة. يتطلب مراقبة المياه للمواد العضوية وصولاً إلى نانوجرام لكل لتر لذلك هناك حاجة لأنظمة تحليلية سريعة وحساسة وفعالة من حيث التكلفة وسهلة الاستخدام قادرة على قياس الجزيئات العضوية المختلفة في العينات المائية. طور مشروع النظام المدعوم بالكمبيوتر (AWACSS) لمحلل المياه الآلي محطة استشعار حيوية بعيدة قادرة على قياس البيانات في الوقت الفعلي عن مستويات الملوثات مبيدات الآفات والمضادات الحيوية، السموم الطبيعية والمواد المسرطنة والنفايات الصناعية وما إلى ذلك ونقلها إلى جهاز كمبيوتر مركزي يستخدم هذا الجهاز شريحة بصرية متكاملة تعتمد على تقنية المقايسة المناعية التي يمكنها اكتشاف وتوفير المعلومات حول ما يصل إلى 32 تحليلاً مختلفا في غضون 18 دقيقة. ليست هناك حاجة إلى معالجة عينات مسبقة بخلاف مرحلة الترشيح الأولي المفردة لإزالة الجسيمات. الحد الأدنى من حدود الكشف أقل من المستويات الآمنة المعتمدة من قبل الاتحاد الأوروبي لمعظم المركبات الهامة، ويمكن إعادة استخدام الشريحة حتى 500 مرة تقريبًا قبل أن تتطلب كيمياء السطح التجديد بينما كانت هناك تطورات ملحوظة في اكتشاف جزيئات الملوثات في الهواء والماء، لا تزال هناك حاجة إلى أجهزة محمولة وغير مكلفة لاكتشاف وقياس الجسيمات النانوية تعتمد سمية الجسيمات النانوية على مساحة السطح والشكل وكذلك التركيب الكيميائي والحجم لا توجد أنظمة متاحة حاليًا يمكنها تحديد كل هذه المعلمات بدقة وبشكل روتيني في وقت واحد. تشمل التطبيقات المحتملة لأجهزة من هذا النوع تحليل الجسيمات متناهية الصغر الناتجة عن عمليات الاحتراق ومراقبة مكان العمل للصناعات التصنيعية للجسيمات النانوية الهندسية.

مواضيع ذات صلة

الأسمدة النانوية Nano Fertilizer

تطبيقات تقنية النانو في الزراعة Nanotechnology applications in agriculture

التحديات في الاتصالات النانوية Nano communication

إدارة الموارد الطبيعية Natural Resource Management إدارة خصوبة التربة Soil Fertility Management

توفير الموارد Save resources

العلاج والتلوث Treatment and contamination

استخدام تقنية النانو في البيئية Use of nanotechnology in the environment

الطاقة الشمسية لإنتاج الهيدروجين Solar energy for hydrogen production

الطاقة الشمسية Solar energy

النانو تكنولوجي في الطاقة Nanotechnology in energy

البوليمرات المنفصلة عن الطور Phase-Separated Polymers

النقاط الكمومية