Electronic Noses & Sensors for the Detection of Explosives

این کتاب هم کاربرد بالقوه فناوری بینی الکترونیکی و هم وضعیت فعلی توسعه حسگرهای شیمیایی برای تشخیص بخارات ناشی از مواد منفجره، مانند مواردی که در مین های زمینی استفاده می شود را بررسی می کند. این دو حوزه در طول دهه گذشته تا حدودی به موازات یکدیگر توسعه یافته اند و بنابراین یکی از اهداف این کارگاه که کتاب بر اساس آن استوار است، گرد هم آوردن دانشمندان دو رشته به منظور به چالش کشیدن دو جامعه و متقابل بود. ، هر دو زمینه را تحریک می کند.

این مقاله با مروری بر اصول اولیه بینی الکترونیکی آغاز می شود و راه های احتمالی را بررسی می کند که در آن محدودیت تشخیص تکنولوژی بینی الکترونیکی معمولی را می توان به کاهش داد. سطح مورد نیاز برای سطوح ردیابی مشاهده شده برای بسیاری از مواد منفجره. در ادامه بررسی هایی درباره استفاده از چندین نوع مختلف از حسگرهای شیمیایی حالت جامد ارائه می شود: حسگرهای مبتنی بر پلیمر، مانند نورتابی شیمیایی، فلورسنت و نوری، برای تشخیص مواد منفجره. سنسورهای مقاومتی نیمه هادی اکسید فلزی؛ و سپس سنسورهای الکتروشیمیایی. در مرحله بعد، تکنیک های تشخیص الگوی مختلف برای افزایش عملکرد حسگرهای شیمیایی ارائه شده است. سپس سیستم های بیولوژیکی به عنوان یک طرح آبی ممکن برای سنجش شیمیایی در نظر گرفته می شوند. زیست‌شناسی را می‌توان برای درک نحوه یافتن منابع بو توسط حشرات یا برای درک مسیرهای عصبی پردازش سیگنال به کار برد. در ادامه به بحث در مورد برخی از انواع جدید بینی های الکترونیکی می پردازیم. یعنی یک ستون GC سریع با یک آشکارساز SAW و یک سنسور میکرومکانیکی. در نهایت، مسائل مهم فناوری های نمونه برداری و طراحی سیستم های میکروسیال در نظر گرفته می شود. به طور خاص، استفاده از پیش متمرکز کننده ها و میکرو استخراج کننده های فاز جامد برای افزایش غلظت بخار قبل از اینکه به سنسور شیمیایی یا دماغه الکترونیکی وارد شود.

This book examines both the potential application of electronic nose technology, and the current state of development of chemical sensors for the detection of vapours from explosives, such as those used in landmines. The two fields have developed, somewhat in parallel, over the past decade and so one of the purposes of this workshop, on which the book is based, was to bring together scientists from the two fields in order to challenge the two communities and, mutually, stimulate both fields.

It begins with a review of the basic principles of an electronic nose and explores possible ways in which the detection limit of conventional electronic nose technology can be reduced to the level required for the trace levels observed for many explosive materials. Next are reviews of the use of several different types of solid-state chemical sensors: polymer-based sensors, i.e. chemiluminescent, fluorescent and optical, to detect explosive materials; metal oxide semiconducting resistive sensors; and then electrochemical sensors. Next, different pattern recognition techniques are presented to enhance the performance of chemical sensors. Then biological systems are considered as a possible blue-print for chemical sensing. The biology can be employed either to understand the way insects locate odorant sources, or to understand the signal processing neural pathways. Next is a discussion of some of the new types of electronic noses; namely, a fast GC column with a SAW detector and a micromechanical sensor. Finally, the important issues of sampling technologies and the design of the microfluidic systems are considered. In particular, the use of pre-concentrators and solid phase micro extractors to boost the vapour concentration before it is introduced to the chemical sensor or electronic nose.