باحثون يخترعون شريحة لاستشعار الرطوبة

سواء كنت تزرع العنب أو تخلط الأسمنت، توجد بعض المواقف التي من المهم جدا فيها مراقبة الرطوبة، وفي هذه الحالة، عادة ما تستخدم أجهزة استشعار المياه للقيام بهذه المهمة لمعرفة رطوبة التربة لزراعة العنب ومعرفتها عند خلط الأسمنت لمعرفة معدل المياه في الخليط، وذلك بالرغم من كون هذه الأجهزة ضخمة الحجم وسعرها مرتفع للغاية.

ولكن في الوقت الحالي، استطاع فريق من الطلبة في جامعة كورنيل الأمريكية تصميم وصناعة شريحة من السليكون تستشعر الرطوبة، حيث لا تعد تلك الشريحة صغيرة الحجم فقط ولكنها أيضا تعتبر “أكثر حساسية 100 مرة مقارنة بالأجهزة الحالية التي تستخدم في استشعار المياه”.

وعلاوة على ذلك، فمن المحتمل إنتاج تلك الشرائح التي تستشعر الرطوبة بكميات كبيرة، وبذلك يبلغ ثمن الشريحة الواحدة 5 دولارات أمريكية.

الشريحة، التي تعرف باسم “معمل على شريحة”، تحتوي على  تجويف صغير للغاية مملوء بالمياه. وعند وضع الشريحة في التربة، أو إدخالها في ساق نبتة، أو إلصاقها في مصفوفة إسمنتية، أو وضعها في الشئ المرجو معرفة نسبة الرطوبة فيه، تستبدل الشريحة الرطوبة من التجويف الموجود بها مع الرطوبة في البيئة التي توضع فيها من خلال غشاء يحتوي على مسام نانوية، أي متناهية الصغر.

وتقوم الشريحة بقياس أية تغيرات في الضغط داخل التجويف، هذا الضغط إما ينتج عن دخول المياه للتجويف أو خروجها منه.

ومن أجل عرض المعلومات التي جمعتها، يتعين توصيل الشريحة بكارت واي فاي Wi-Fi، أو مسجل للبيانات، أو بعض أجهزة أخرى يمكنها إما نقل أو تسجيل المعلومات التي تحتفظ بها الشريحة. ويشار إلى أن الشريحة الواحدة يمكنها البقاء في بيئة خارجية لبضع سنوات، بالرغم من أن درجات الحرارة التي تؤدي للتجمد قد تتسبب في انكسارها.

ويعكف في الوقت الراهن الباحثون من جامعة كورنيل لمعرفة الطريقة التي يمكن بها من خلال قراءات الرطوبة، التي تسجلها الشرائح، مساعدة النباتات على النمو، وذلك كي يستطيع المستخدمون فهم البيانات التي تسجلها.

يذكر أنه بالفعل أعربت عديد من الشركات عن اهتمامها بهذا النوع الجديد من التكنولوجيا.

سالي صلاح