ابتكار مستشعر فائق السرعة يرصد موجات الصدمات فوق الصوتية

ابتكر باحثون فى روسيا مستشعرا لقياس موجات الصدمة فوق الصوتية يستجيب للاهتزازات أسرع بعشر مرات من نظائره الحالية.

وأوضح الباحثون أن ابتكار مستشعر قادر على تحمل الصدمات فوق الصوتية المتكررة دون فقدان حساسيته كان فى السابق مسألة معقدة بسبب التقلبات الحادة في درجات الحرارة.

وأشاروا إلى أن دمج مركبات MXenes ضمن السلامة الهيكلية اللازمة مكنهم من تحقيق ذلك.

ونتيجة لذلك، استطاعوا التوصل إلى مستشعر يتحمل هذه الظروف القاسية ويستجيب لها أسرع بكثير من نظائره التجارية.

وقال العلماء إن مركبات MXenes هي مواد جديدة ثنائية الأبعاد تتكون من ذرات فلزات انتقالية وكربون وغالبا ما تحتوي على عناصر النيتروجين أو الفلور أو الأكسجين.

وتتميز أغشية MXene بشفافيتها التامة للضوء، لكنها تمتلك خصائص فريدة تجعلها شبيهة بالمعادن، ما يسمح باستخدامها في طيف واسع من المجالات العلمية والتقنية.

اكتشف العلماء الروس إمكانية استخدام MXenes كمادة مضافة في مركب من فلوريد البولي فينيليدين يجمع بين مرونة البوليمر ومقاومة السيراميك للحرارة.

وتعد هذه المواد أساسية في صناعة أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية؛ حيث يؤدي تفاعلها مع هذه الموجات إلى ارتفاع حاد في درجة الحرارة والضغط بداخلها.

وبناء على هذه الخصائص، ابتكر العلماء أغشية مركبة رقيقة لا يتجاوز سمكها 90 ميكرومترا قادرة على تحمل ارتفاع درجة حرارة يصل إلى 350 درجة مئوية مع الحفاظ على كفاءتها.

أظهرت اختبارات أجهزة الاستشعار القائمة على هذه الأغشية في أنبوب صدمة فوق صوتي تفوقها على مثيلاتها من حيث زمن الاستجابة بنحو عشرة أضعاف (33 ميكروثانية مقابل 270 ميكروثانية).

وقد أبدت شركات روسية رائدة في مجال الطيران والطاقة اهتماما كبيرا بالمشروع.

كما أكد المكتب الإعلامي لمعهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا أن هذا الابتكار المتميز سيساهم في تطوير طائرات فوق صوتية أكثر تقدما.