מדענים מפתחים חיישן פורץ דרך שיכול לזהות באופן אלחוטי סוכני לוחמה כימית

חוקרים פיתחו חיישן מהפכני המסוגל לזהות סוכני לוחמה כימית ללא חוטים, המייצג התקדמות גדולה בטכנולוגיה לבטיחות הציבור. מכשיר חדשני זה, המסוגל לזהות חומרים כמו דימתיל מתיל-פוספונט (DMMP), מציע רמה חדשה של יעילות ואמינות בניטור ותגובה לאיומים כימיים, ללא צורך במקורות כוח ישירים או חיבורים פיזיים.

הצורך הדחוף בזיהוי מתקדם של חומרי לוחמה כימיים (CWAs) כדי להבטיח ביטחון עולמי הוביל לפיתוח של חיישן גז חדש. חיישן זה מובחן בתגובתו המהירה, הרגישות הגבוהה והגודל הקומפקטי שלו, חיוניים לזיהוי מוקדם של CWAs. זיהוי וניטור מדויקים של CWAs חיוניים לפעולות הגנה אפקטיביות, צבאיות ואזרחיות כאחד. בשל האופי המסוכן של CWAs, המחקר מוגבל בדרך כלל למעבדות מורשות המשתמשות בסימולנטים המחקים את המבנה הכימי של CWAs ללא השפעותיהם הרעילות.

ממצאי מחקר ויכולות חיישנים

מחקר עדכני בהובלת צוות מומחים, שפורסם ב-3 בינואר 2024 בכתב העת מיקרוסyגבעולים וננו-הנדסה, פיתחו חיישן חדשני המזהה באופן אלחוטי חומרי לוחמה כימיים, מה שחולל מהפכה באמצעי הבטיחות. מכשיר זה מזהה ביעילות DMMP, ומשפר את יכולות התגובה לאיומים מבלי להסתמך על מקורות כוח או חיבורים.

במחקר, חוקרים חידשו מערכת חיישנים פסיבית ואלחוטית המשתמשת בטכנולוגיית גל אקוסטיים משטחים (SAW), שנועדה לחולל מהפכה בזיהוי חומרי לוחמה כימיים על ידי התמקדות ספציפית ב-Dimethyl methylphosphonate (DMMP), סימולנט לחומרי עצבים. חיישן זה פועל במהירות של 433 מגה-הרץ, תוך שימוש בציפוי ייחודי של פלואור-אלכוהול פוליסילוקסן (SXFA) על מצע ליתיום ניובאט, מה שמשפר את הרגישות והיציבות שלו בתנאי סביבה שונים.

עקרון סכמטי ועבודה של החיישן הכימי המוצע של SAW. קרדיט: Microsystems & Nano Engineering

ליבת המערכת בנויה סביב מצע ליתיום ניובאט YZ המצויד במתמרים בין-דיגיטליים מתכתיים (IDTs) ואנטנה מחוברת. האינטראקציה של סרט SXFA עם DMMP משנה את תכונות ה-SAW, כגון מהירות, ומאפשרת זיהוי מדויק. עיצוב זה מבטיח פעולה יציבה בטווח שידור של 0-90 ס"מ והוא גמיש על פני טווח טמפרטורות רחב (-30 מעלות צלזיוס עד 100 מעלות צלזיוס) ורמות לחות של עד 60% RH.

לפי צוות המחקר, מערכת החיישנים הזו מסמנת קפיצת מדרגה משמעותית בטכנולוגיית זיהוי CWA. אופיו האלחוטי הפסיבי מאפשר הפעלה באזורים לא נגישים או מסוכנים, מה שמבטיח בטיחות ויעילות.

לטכנולוגיה זו יש פוטנציאל עצום בהגנה צבאית ואזרחית, ומציעה אמצעי אמין ויעיל לזיהוי מוקדם של CWA. יכולתו לפעול באופן אלחוטי ובסביבות מאתגרות הופכת אותו לכלי בעל ערך להבטחת בטיחות הציבור ומוכנות מפני איומים כימיים.