مواضيع البحث

تطوير أجهزة استشعار قادرة على الكشف عالي الحساسية في نهاية المطاف.

فالضوء سريع جداً لدرجة أنه يمر عبر الجسيمات النانوية بتفاعل ضئيل عند محاولة الكشف عنها. ومع ذلك، عندما يتم حصر الضوء بقوة باستخدام المرنانات الضوئية الدقيقة، يمكن للضوء أن يكتشف الجسيمات النانوية بكفاءة من خلال ربط الجسيمات الصغيرة بالمرنانات الضوئية الدقيقة. لذلك يهدف هذا الموضوع البحثي إلى تطوير أجهزة استشعار ذات حساسية عالية في نهاية المطاف باستخدام مرنانات بصرية دقيقة ذات تأثير حصر قوي.

حتى الآن، قمنا بتطوير تقنيات لزراعة الخلايا على المرنانات الضوئية الدقيقة بهدف توضيح دورة الخلية، وزيادة الحساسية لتقنيات الكشف عن البكتيريا التي يمكن استخدامها أيضًا للتحقق من السلامة أثناء نقل الدم، وأجهزة استشعار الأس الهيدروجيني والأمونيا مع تعديلات على سطح المرنانات. ويجري حالياً تطوير جهاز استشعار هيدروجين عالي الحساسية.

تطوير تقنيات لبذر الخلايا وزراعتها في مرنانات ضوئية دقيقة لتوضيح دورة الخلية.
تطوير تقنيات لبذر الخلايا وزراعتها في مرنانات ضوئية دقيقة لتوضيح دورة الخلية.

كما أننا نعمل على تطوير التقنيات الطرفية مثل تكنولوجيا التغليف المدمجة للمرنانات الضوئية الدقيقة، وهو أمر مهم عند استخدامها كمستشعرات.

النقطة الأكثر صعوبة في أبحاث أجهزة الاستشعار هي أنها أبحاث موجهة نحو الاحتياجات. وعلى الرغم من وجود العديد من الأبحاث المنشورة حول بحوث أجهزة الاستشعار، فإن معظمها من منظور موجه نحو البذور، مما يحد من عدد أجهزة الاستشعار التي يمكن استخدامها حقاً.

يُقال إن الضوء مناسب للاستشعار، ولكن هناك العديد من التقنيات البديلة المتاحة، لذلك من الضروري دائماً التدقيق باستمرار أثناء البحث فيما إذا كان المستشعر قابلاً للاستخدام حقاً أم لا. ومع ذلك، هناك العديد من التقنيات البديلة المتاحة، لذلك من الضروري التدقيق دائمًا أثناء البحث فيما إذا كان المستشعر صالحًا للاستشعار بالضوء أم لا. من الضروري التدقيق فيما إذا كان الاستشعار بالضوء له مزايا حقًا، بما في ذلك الأداء والتكلفة، بالإضافة إلى بحث السوق، الأمر الذي يتطلب معرفة واسعة وقدرة على التنبؤ بمجموعة متنوعة من الأشياء.

تغليف المرنانات الضوئية الدقيقة في مسارات التدفق.
تغليف المرنانات الضوئية الدقيقة في مسارات التدفق.

اعتبارًا من عام 2019، يركز مختبرنا على تطوير حساسات الهيدروجين. على الرغم من دراسة ونشر العديد من مستشعرات الهيدروجين، مثل مستشعرات الهيدروجين الحفازة، على المستوى المختبري، إلا أن المقابلات مع الشركات وأبحاث السوق كشفت عن وجود نوعين فقط من المستشعرات في الاستخدام العملي: مستشعرات الاحتراق بالاحتراق التلامسي ومستشعرات التوصيل الحراري للغاز. ومع ذلك، فإن الهيدروجين غاز قابل للاشتعال وأجهزة الاستشعار التي تستخدم الدوائر الكهربائية تنطوي دائمًا على خطر الاشتعال بسبب الشرر. ومع ذلك، لا يوجد مثل هذا القلق إذا تم استخدام الضوء، لذلك نحن نحاول تحقيق الكشف الضوئي الكامل لغاز الهيدروجين عن طريق توصيل مستشعر مرنان بصري دقيق بألياف ضوئية، مستوحى من المستشعر الكهروحراري المتوقع.

إن بحوث الاستشعار موجهة نحو الاحتياجات، لذلك من الضروري إدارة مشاريع صغيرة ذات عمل خفيف على الأقدام. في الماضي، حصلنا في الماضي على ميزانيات بحثية كبيرة، لكننا أكدنا في بعض الأحيان أنه من المهم العمل بخفة على الأقدام، لذا فإن هذا المشروع البحثي ليس مشروعًا كاملًا، بل هو تصور حر، مع التركيز على العمل الخفيف.

اعتبارًا من عام 2019، يركز مختبرنا على تطوير حساسات الهيدروجين. على الرغم من دراسة ونشر العديد من مستشعرات الهيدروجين، مثل مستشعرات الهيدروجين الحفازة، على المستوى المختبري، إلا أن المقابلات مع الشركات وأبحاث السوق كشفت عن وجود نوعين فقط من المستشعرات في الاستخدام العملي: مستشعرات الاحتراق بالاحتراق التلامسي ومستشعرات التوصيل الحراري للغاز. ومع ذلك، فإن الهيدروجين غاز قابل للاشتعال وأجهزة الاستشعار التي تستخدم الدوائر الكهربائية تنطوي دائمًا على خطر الاشتعال بسبب الشرر. ومع ذلك، لا يوجد مثل هذا القلق إذا تم استخدام الضوء، لذلك نحن نحاول تحقيق الكشف الضوئي الكامل لغاز الهيدروجين عن طريق توصيل مستشعر مرنان بصري دقيق بألياف ضوئية، مستوحى من المستشعر الكهروحراري المتوقع.

إن بحوث الاستشعار موجهة نحو الاحتياجات، لذلك من الضروري إدارة مشاريع صغيرة ذات عمل خفيف على الأقدام. في الماضي، حصلنا في الماضي على ميزانيات بحثية كبيرة، لكننا أكدنا في بعض الأحيان أنه من المهم العمل بخفة على الأقدام، لذا فإن هذا المشروع البحثي ليس مشروعًا كاملًا، بل هو تصور حر، مع التركيز على العمل الخفيف.

عرض الخصائص البصرية لجهاز مغلف. يمكن إجراء القياسات أثناء حمل الجهاز في اليد.

فيديو سيتم استبداله لاحقاً.

《الكلمة الرئيسية 》

الرنانات الضوئية الدقيقة / مسارات التدفق الدقيقة / مستشعرات عالية الحساسية / مستشعرات الهيدروجين
يشجع مختبر تانابي بنشاط الأبحاث التعاونية.

قائمة مواضيع البحث

تُعقد جلسات معلومات المختبر للطلاب المعينين في عام 2024. والمختبرات المفتوحة متاحة مجاناً للحضور والانصراف كما يحلو لهم. كما تتاح جلسات المعلومات الفردية في أي وقت.

<محتجز حاليا>

جلسات إعلامية فردية وجولات في المختبر

شاهد المختبر وهو يعمل!
تُعقد جلسات إعلامية فردية وجولات في المختبر شخصياً. قم بزيارة حرم ياغامي الجامعي وشاهد المعدات التجريبية في المختبر. يمكنك إرسال بريد إلكتروني إلينا أو ملء النموذج أدناه.