Olyan műszeren dolgoznak az SZTE kutatói, amivel akár egy földrengés túlélőit is megtalálhatják a romok alatt
Magasabb szintre léphet a fotoakusztikus mérőműszer fejlesztése a Szegedi Tudományegyetemen. A HU-RIZONT támogatású kutatásban neves partnerintézményekkel, a Glasgow-i, a Szingapúri és a Szöüli Egyetemmel dolgoznak együtt a szegedi kutatók. Az általuk fejlesztett műszer segítségével a kilélegzett levegő összetételéből következtethetnek az orvosok az emberi vérveszteség mennyiségére, vagy egy földrengés esetén segíthet beazonosítani, hogy a romok alatt fekszenek-e túlélők vagy van-e esetlegesen gázszivárgás.
30 ÉVES MÚLT
“A Szegedi Tudományegyetemen a fotoakusztikus kutatások és rendszerfejlesztések 1994-ben kezdődtek el. Ennek a 30 éves múltra visszatekintő K+F tevékenységnek köszönhetően napjainkra a Szegeden kifejlesztett fotoakusztikus rendszerek számos területen váltak a hagyományos analitikai mérési módszerek versenyképes alternatívájává” – mondta Prof. Dr. Bozóki Zoltán. Az SZTE IKIKK kutatójától elárulta, hogy a módszer számos alkalmazási területen segíti az életminőség javítását, mint például a környezetvédelem, az orvosi diagnosztika és az ipari folyamatszabályozás.
A MŰSZER MŰKÖDÉSE
A műszer úgy működik, hogy egy lézert hangolnak rá a mérendő komponens elnyelésére. Ha például vízgőzt akarnak mérni, keresnek egy megfelelő hullámhosszt, ahol a vízgőz elnyeli a lézerfényt és ezt kilohertz, tehát az emberi fül által hallható frekvencián megmodulálják. A fény elnyelődik, amelynek hatására hang keletkezik. Ezt detektálják egy mikrofon segítségével. Minél több van a mérendő komponensből, annál hangosabb hang keletkezik. Ezek az emberi hallásküszöb alatt vannak, speciális elektronika, jelfeldolgozás szükséges a mérésükhöz.
A mérőműszer elektronikáját, a mikrofont, az akusztikát az évek során folyamatosan fejlesztették, így mostanra elért egy olyan szintet, amelyet csak egy új irányba történő lépéssel lehet tovább fejleszteni.
“Felmerült bennünk az a gondolat, hogy meg kellene próbálni a metaanyagokat a fotoakusztikában is alkalmazni hasonló előrelépés reményében” – ismertette Bozóki professzor.
MIK A METAANYAGOK?
A metaanyagok a természetben nem létező, mesterséges módon előállított anyagok. Kis méretük miatt olyan tulajdonságokat lehet velük elérni, amit természetes anyagokkal csak több nagyságrenddel nagyobb méretben. Ilyen például a fotoakusztikában kiemelten fontos zajcsillapítás. A szegedi egyetem kutatói által kialakított fotoakusztikus kamrák így mobiltelefon méretűre csökkenhetnek. A cél, hogy a projekt végére ezek a metaanyagokkal integrált fotoakusztikus rendszerek a jelenlegi állapothoz képest legalább háromszor (de akár nagyságrendekkel) pontosabb mérések végzésére legyenek alkalmasak..
MIRE JÓ A FOTOAKUSZTIKUS MÉRŐMŰSZER?
A fotoakusztikus mérőműszer alkalmas többek között a levegőminőség monitorozására, a földgáz, biogáz és más gázok bizonyos összetevőinek detektálására, koncentrációjának mérésére. Orvosi diagnosztikában is bevethető a mérőműszer, amelyet legutóbb az ELI-ben egy önkéntes véradás során teszteltek. A kilélegzett levegő gázösszetételének meghatározásával következtetni lehet a vérveszteség mennyiségére.
A levegő kondenzcsík képző képességét is mérni lehet vele. Ha a repülő száraz levegőben repül, a kondenzcsík gyorsan szétoszlik, míg nedves levegő esetén nem tud feloszlani. Az ilyen módon kicsapódott víz akár napokon keresztül valamilyen formában ott marad, a napfényt csapdázza és ezáltal klímamódosító hatása lesz. A kutatócsoport által fejlesztett mérőrendszerek segítségével megállapítható, hogy a mezőgazdasági területeken alkalmazott műtrágya hány százaléka hasznosul. Ezt a kialakuló ammónia mennyiségének és előfordulásának detektálásával végzik.
