المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
ميعاد زراعة الجزر
2024-11-24
أثر التأثير الاسترجاعي على المناخ The Effects of Feedback on Climate
2024-11-24
عمليات الخدمة اللازمة للجزر
2024-11-24
العوامل الجوية المناسبة لزراعة الجزر
2024-11-24
الجزر Carrot (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-24
المناخ في مناطق أخرى
2024-11-24

Ramanujan,s Square Equation
9-6-2020
وَلَا يَأْتُونَ الصَّلَاةَ إلّا وهم كسالى !
10-05-2015
طاقة التنشيط Energy of activation
8-11-2016
الجهاز الإخراجي في النيماتودا
2-2-2017
وجوب التوقي من الذنوب
29-1-2022
تأثير زيادة تسميد النباتات والامراض المتسببة عنها
29-6-2016


تقنيات تحسس الروائح Odor sensing technologies  
  
1192   11:23 صباحاً   التاريخ: 2023-04-15
المؤلف : فياض محمد شريف
الكتاب أو المصدر : علم الحياة الكمومي
الجزء والصفحة : (ص420 – ص423)
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء والعلوم الأخرى / الفيزياء الحيوية /

ثمة النظرية التقليدية المعروفة بنظرية القفل والمفتاح، ونظرية الاهتزاز، ونظرية بطاقة المرور التي تعتمد على شكل جزيئة العطر، ونظرية الاهتزاز غير المرن الجزيئة مستقبلة تمكّن من تسرب الإلكترون بقدرتها على الاهتزاز بنفس التردُّد، والذي يُفضي إلى نقل الإشارة من المستقبل الشمي إلى الدماغ وتمييزها. وانطلاقًا من كون المواد العطرية هي مواد كيميائية طيَّارة، يمكن أن تتفاعل مع مواد كيميائية أخرى، اكتشفت عددًا من المتحسّسات الكيميائية للروائح. ومع صعود التقنية النانوية، صار بالإمكان تطوير آلات دقيقةٍ تُساعد في كشف الروائح لبعض الأغراض العلمية أو الصناعية أو الأمنية وصولاً إلى الأنف الإلكتروني. أول من سَنَّ مصطلح الأنف الإلكتروني P. N. Bartlett J. W. Gardner سنة 1988 م، وعرَّفا الأنف الإلكتروني على أنه جهاز يتضمن مجموعة من المتحسّسات الكيميائية الإلكترونية ذات خصوصيةٍ جزيئية ومنظومة، تُعرّف على أنماط مناسبة قادرة على التعرُّف على الروائح البسيطة أو المعقدة. وحيث إن هذه الأجهزة لا تتحسس الروائح فقط، فقد اقترح (2013) Ramgir تعريف الأنف الإلكتروني على أنه: منظومة تحسس كيميائية ذكية، تُحاكي المنظومة الشمِّية في اللبائن. ومع أن كفاءة الأنف الإلكتروني أقل كثيرًا من منظومة الشم في اللبائن، إلا أنها يمكن أن تُستخدم لأغراض تتفوق بها على المنظومة الطبيعية.

يتألف الأنف الإلكتروني من مجموعة من المتحسّسات الكيميائية، دوائر إلكترونية وبرامج تحليل معلومات. كما يمكن أن يحتوي أيضًا على أخذ العينات، الترشيح، ومنظومة تكييف التكرارية جمع المزيج، كما في الشكل 16-11.

شكل 16-11: رسم تخطيطي لمقارنة الأنف الإلكتروني مع منظومة الشم في اللبائن. محور عن: (2013) Ramgir.

 

وتماشيا مع نظرية الاهتزاز في تحسس الروائح بيولوجيا، صمم (2018) ,.Patil etal أنفا إلكترونيًا وهو دايود تسرب اهتزازي (Resonant tunneling diode (RTD ثُنائي الحاجز، أُحادي البعد، مستندين على مبدأ مطيافية التسرُّب الإلكتروني غير المرن Inelastic electron tunneling spectroscopy (IETS) المحفّز بالفوتونات. وفي الوقت الذي يتطلب نظام IETS القياسي العمل في درجات الحرارة الواطئة لتفادي التوسيع الحراري للقمم المطيافية، فإن الاحتواء الكمومي في بئر RTD يُوفِّر ترشيح الطاقة الإلكترونية، وبذلك يسمح بعمل المنظومة في درجة حرارة الغرفة. كما وجد الباحثون أن قمم IETS المقابلة للجزيئات الغريبة المدمصة التي تنحرف بنغمة أحادية مع طاقاتها الاهتزازية، تمكن من التحسس الانتخابي (شكل 16-12).

شكل 16-12: (a) شبكة ثلاثيى الابعاد من الاسلاك النانوية. (b) من اليسار الى اليمين – ترتيب جزيئي، تركيب تخطيطي ومخطط بياني للحزمة (متضمنا توضيحا للتسرب المحفز بالفوتونات) لسلك دايود التسرب الاهتزازي RTD النانوي. (c) من اليسار الى اليمين سلك نانوي مع RTD متناظرة مربوطة على التوالي وتقابل مخططا بيانيٍّا للحزمة. (d) من اليسار الى اليمين سلك نانوي مع RTD غير متناظر ويقابل مخططا بيانيا للحزمة. محورة عن: Patil et al., (2018).

 

للجزيئات الغريبة المدمصة التي تنحرف بنغمة أحاديةٍ على طول نسق الفولتية مع طاقاتها الاهتزازية، تمكّن من التحسس الانتخابي (شكل 16-12). لاحظ الباحثون أن حاجزًا واحدًا من حواجز RTD التي هي على جانب المرسل، يكون فعالًا لتحسس الجزيئات الغريبة. إن تصميم RTD المعروض في هذا البحث، يمكن أن يتحسس جزيئات ذات طاقة اهتزاز بحدود 0.09 إلى 0.15 إلكترون فولت. علمًا أن جزيئات المواد المتفجِّرة مثل: (Nitramine (RDX وTNT وأستر النترات (PETN) لها طاقات اهتزاز تقع ضمن هذا المدى. ولغرض كشف روائح أنواع أخرى من الجزيئات يمكن تحوير ارتفاع وعرض الـ RTD لتغيير مدى طاقة التحسس، واستخدام أعدادٍ مضاعفة من RTD مرتبطة لقياس كل طيف الاهتزاز. إن وسيلة التحسس هذه تُقرِّب الباحثين أكثر من محاكاة آلية الشم في الحيوانات، والتمكن من تحقيق الأنف الإلكتروني الفعال.

 




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.