ساخت نانوحسگر گازي بر پايه ي نانوكامپوزيت پليمري و نانولوله ي كربني جهت استفاده در آرايه ي بيني الكترونيكي با قابليت تشخيص گاز دي اكسيد كربن در غلظت هاي بسيار پايين گاز به روش سنجش رسانش فيلم نانوكامپوزيت پليمري به كمك الكترودهاي فلزي. كاربرد اين حسگر در صنايع مختلف از جمله صنايع بسته بندي هاي هوشمند، سنجش وضعيت مواد غذايي و انبارها، پتروشيمي، سلامت، پايش زيست محيطي و ... كه در آن‌ها سنجش گاز دي اكسيد كربن اهميت دارد است كه البته مي توان با تركيب آن با آرايه اي از حسگرهاي ديگر آن را به عنوان حسگري براي تشخيص ساير گازها نيز مورد استفاده قرار داد. اين حسگر ارزان، پايدار و بسيار كم مصرف و كوچك است و مي توان آن را به سادگي با استفاده از روش هاي معمول توليد كرد و مورد سنجش قرار داد. اين حسگر به هيچ عنوان نمونه ي خارجي يا داخلي نداشته و براي اولين بار ساخته مي شود.

در اين اختراع با استفاده از شناسه هاي معمولي روشي جهت ساخت انواع حسگرها ارائه مي شود كه با استفاده از آن مي توان از انواع حسگرهاي ساخته شده مبتني منطق سنجش رسانشي به صورت بيسيم و با استفاده از خوانشگرهاي در دسترس به شيوه اي ساده و ارزان بهره برد. مواد فعالي (جوهرها) كه در اين پلتفرم قابل استفاده اند مواد فعال و حساس به محركي هستند كه با ورود محرك همچون نشستن مولكول گاز هدف بر روي آن ها دچار تغيير رسانش (افزايش يا كاهش مقاومت) مي شوند و اين تغيير مقاومت موجب تغيير ميزان اتلاف انرژي تگ شده و در نهايت اين تغيير رسانش به صورت خاموش يا روشن شدن يا مقدار عددي به دستگاه خوانشگر شناسه به صورت بيسيم گزارش مي شود و كاربر توسط نرم افزار مخصوص از آن مطلع مي شود. اين مواد فعال مي توانند جوهرها، محلول ها، نانومواد، مواد پرس شده به شكل مداد، كامپوزيت ها، پليمرهاي رسانا، ساختارهاي يك يا دوبعدي رسانا و ساير اشكال حسگرهاي رسانشي باشند.

در هنگام بروز حمله قلبي تا رسيدن اورژانس و شروع روند درمان زماني حدود دو ساعت مورد نياز است. به اين زمان حياتي بعد از هنگام بروز سكته قلبي، ساعت هاي طلايي گفته مي شود. اين زمان از شروع گرفتن عروق قلبي و در نتيجه آن از بين رفتن سلول‌هاي قلبي و بروز سكته مد نظر است. روند درمان به محض رسيدن بيمار به اورژانس بيمارستان با معاينه‌هاي باليني و گرفتن تست هاي آنزيمي آغاز مي شود كه آماده شدن نتيجه اين تست ها حدود 2 ساعت به طول مي انجامد. با اين حال بهترين زمان براي آغاز درمان 30 دقيقه اول بعد از شروع علايم باليني است. در حاليكه در حال حاضر تست هاي اوليه آنزيمي حداقل 90 دقيقه به طول مي انجامد. به همين دليل ارائه راهكاري براي كاهش زمان انجام تست هاي آنزيمي به زير 30 دقيقه يكي از چالش هاي مراكز اورژانس كشور و مراكز درماني قلب و عروق مي باشد. تشخيص زودهنگام حمله قلبي موجب تسريع در شروع فرآيند درمان و در نتيجه كاهش مرگ و مير ناشي از حمله قلبي، جلوگيري از تحميل هزينه هاي اضافي به بيماران و مراكز درماني، كمك به مديريت بهتر بخش اورژانس به صورت مهيا نمودن امكان طبقه بندي كردن بيماران بر اساس احتمال حمله قلبي و خلوت شدن مراكز درماني و فراهم شدن امكان مراقبت ويژه از بيماران با شرايط بحراني خواهد شد. تاكنون در روش هاي ارائه شده براي تشخيص زودهنگام حمله قلبي، از سيستم هايي استفاده شده است كه بر پايه سيستم ايمني بدن (آنتي بادي-آنتي ژن) مي باشند. افزايش قيمت تمام شده، كاهش زمان ماندگاري، افزايش اثرات محيطي بر اندازه گيري هاي دقيق، پيچيدگي ساخت و نياز به استفاده از روش هاي جبراني به منظور حذف مزاحمت هاي بيولوژيكي در پاسخ اين گونه حسگرها نياز به ارائه روش هاي تشخيصي جديد را الزامي مي كند. هدف اختراع حاضر استفاده از روش هاي جايگزين سيستم ايمني بدن براي ارائه يك روش دقيق، ساده، ارزان و مطمئن براي تشخيص سريع حمله قلبي مي باشد.

موضوع اختراع ارائه شده يكپارچه سازي دستگاه هاي تست در محل با مانيتورهاي بيمار فعلي براي اندازه گيري هر پارامتر خوني و يا بيوماركر مرتبط با يك بيماري است. اغلب اوقات، براي تيم پزشكي حياتي است كه علاوه بر اطلاعاتي كه از دستگاه مانيتور بيمار به دست مي آيد بتواند با يك دستگاه تست در محل تجميع شود تا بتواند اطلاعات مرتبط با پارامترهاي خوني و غلظت بيوماركرها را اندازه گيري كرد. به عنوان مثال، درمان سكته قلبي معمولا پس از ثبت سيگنال هاي ECG و اندازه گيري غلطت بيوماركرهاي قلبي آغاز مي شود. پزشكان عموما درمان بيماران را پس از دريافت ECG و اندازه گيري غلظت بيوماركرهاي قلبي، شروع مي كنند. دستگاه هاي مانيتورينگ بيمار فعلي، مجهز به اندازه گيري سيگنال ECG هستند. اختراع ارائه شده، دستگاهي را معرفي مي كند كه به صورت يك افزونه مي تواند به دستگاه مانيتورينگ بيمار موجود يكپارچه شود تا سيگنال ECG و غلطت بيوماركرهاي قلبي را به طور همزمان ثبت نمايد تا اطلاعاتي جامع كه براي پزشكان مهم مي باشد را به روشي سريع در اختيار پزشك قرار دهد.

اين اختراع، بستر و قالب حسگر گازي مبتني بر فناوري تغيير رسانش الكتريكي نانولوله هاي كربني در ساختار ترانزيستور اثر ميداني است. از اين فناوري مي‌توان براي اندازه گيري گازهاي متفاوت چون گازهاي برخاسته از مواد منفجره، گاز دي اكسيد نيتروژن، آمونياك، هيدروژن و سولفيد هيدروژن در محيط و همينطور شناسايي بخارات برخواسته از مواد خطرناك/ منفجره استفاده كرد. سازوكار ورارساني نانوحسگرهاي گازي مبتني بر نانولوله هاي كربني تكجداره يا چند جداره، تغيير رسانش الكتريكي بين الكترودهاي منبع و جمع كننده در ساختار يك ترانزيستور اثر ميداني يا ساختار مقاومتي است. با توجه به اينكه عملكرد اين دسته از حسگرها تا حد بسيار زيادي وابسته به نسبت سطح ورارسان در معرض گاز به حجم آن است و در سال هاي اخير با بهره گيري از روش هاي جديد ساخت در مقياس نانو، دسترسي به نانو ساختارها و نانو مواد با نسبت سطح به حجم بالا، ميسر شده است، كه مي‌توان با ادغام آنها در حسگرهاي گازي از ويژگي‌هاي منحصر به فرد آن‌ها بهره برد. كانال اين نوع ترانزيستورها از نانولوله(هاي) كربني تشكيل شده است كه با جذب گاز هدف بر روي آن و تغيير در ساختار الكتروني آن و چگالي حامل‌ها، رسانش بين الكترودهاي منبع و جمع كننده تغيير مي‌كند. . براي افزايش قابليت گزينش پذيري، سطح نانولوله كربني با گروه عاملي خاصي عامل‌دار مي‌شود تا از توليد پاسخ مثبت كاذب جلوگيري شود در واقع با عامل‌دار كردن سطح نانولوله هاي كربني مي‌توان پاسخ اختصاصي نسبت به ماده هدف داشت. در مقياس ماكرو نحوه عملكرد اين رسته حسگرهاي گازي به اين صورت است كه، هواي محيط جمع‌آوري شده و بر روي حسگر دميده مي‌شود و به سمت چيپ حسگر (كه نانولوله¬هاي عاملدار شده در آنجا قراردارند) هدايت مي¬شود. همانطور كه پيش‌تر توضيح داده شد، نانولوله‌ها به نحوي عاملدار شده‌اند كه قابليت جذب اختصاصي مولكول¬ها و عوامل از پيش تعيين شده¬ را دارند. در نتيجه در صورتيكه عوامل و مولكول‌هاي مورد نظر در آن محيط وجود داشته باشد، بر روي سنسور جذب شده و تغيير رسانش الكتريكي ذكر شده، توسط دستگاه خوانشگر حسگر بصورت بلادرنگ ضبط و به دستگاه گزارش و نهايتاً اين تغييرات از طريق يك رابط گرافيكي به كاربر ارائه مي‌شود.