TÜBİTAK 1501 Sanayi AR-GE Projeleri kapsamında desteklenen “Hava Kirliliği Ölçümü İçin Floresans Tabanlı Gaz Sensörü Mimarisinin Geliştirilmesi” projesi, Türkiye’de ilk kez hava kirliliği sensörü geliştirmek amacıyla başlatıldı.
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa Mühendislik Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Ülkü Alver Şahin ve İstanbul Teknik Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Fizik Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Ali Gelir’in danışmanlığındaki projenin sanayi yürütücülüğünü Innovathink Mühendislik üstleniyor.
İthal sensörlerden daha iyi
Projeyle ilgili soruları yanıtlayan Şahin, temel amaçlarının hava kirliliğinin ölçümünde kullanılan ithal sensörlere alternatif, daha uygun maliyetli, muadillerine göre daha hızlı sonuç alabilecekleri ve yeni nesil bir sensör teknolojisi geliştirmek ve bunu yerli ve milli imkanlarla yapmak olduğunu anlattı.
Dünya Sağlık Örgütünün (DSÖ) verilerine atıfla, her yıl yaklaşık 7 milyon insanın hava kirliliğine bağlı sebeplerle hayatını kaybettiğini aktaran Şahin, görülmeyen kirlilik olarak nitelendirilen hava kirliliğinin izlenebilmesi için Türkiye’de 360 dolayında hava kirliliği ölçüm istasyonu bulunduğunu fakat Türkiye gibi büyük bir coğrafya için bu sayının yeterli olmadığını kaydetti.
Prof. Dr. Şahin geliştirdikleri sensörler kullanılarak mekansal hiper lokal boyutta ölçümler yapılabileceğini ve insanların doğrudan maruz kaldığı kirletici gazların tespit edilebileceğini sözlerine ekledi.
Düşük maliyet, yüksek kararlılık ve daha yüksek çözünürlük
Prof. Dr. Ali Gelir, sensörün havadaki birçok gaz bileşenini algılayabilecek bir teknolojiye sahip olduğunu, proje kapsamında özellikle hava kirliliğinde önemli olan azot dioksit ve ozon ölçümüne odaklanıldığını belirtti.
Gelir, şu bilgileri paylaştı:
Kimyasal, optik ve farklı türde sensörler hava kirliliği ölçümü için kullanılıyor ancak bunların kararlılık, kullanım ömrü ve maliyet açısından bazı dezavantajları bulunuyor. Bizler bu dezavantajları minimize edecek daha farklı bir yöntemle sensör geliştiriyoruz. Floresans tabanlı, hem maliyet hem tepki hem de kullanım ömrü açısından benzerlerine göre daha iyi performans gösteren sensör tipi üzerinde çalışıyoruz.
Geniş bir coğrafyada yüksek mekansal çözünürlükte ölçüm yapabilmek için sensörlerin uygun maliyetli olması gerektiğini fakat halihazırda kullanılan teknolojilerin maliyetinin yüksek olduğunu vurgulayan Gelir, geliştirdikleri sensör sayesinde düşük maliyetle, yüksek kararlılıkta ve birçok noktada yüksek çözünürlükte ölçüm yapmanın mümkün olacağını ifade etti.
“6-12 ay içinde prototipi ortaya koyacağız”
Sensörün, havadaki gazları, moleküler yapıların ışık yayma özelliğinden faydalanarak tespit edeceğine ve bu yönüyle hava kirliliği ölçümünde kullanılan mevcut elektrokimyasal sensörlerden farklı olduğuna dikkati çeken Gelir, üretim süreci hakkında şunları söyledi:
Çalışmanın ilk aşaması moleküllerin sentezlenmesiyle başlıyor. Sentez sonrası bu molekülleri özel bir altlık üzerine kaplıyoruz. Kaplama sonrası kurutma aşaması geliyor. Malzememizi donduruyoruz ve donmuş haldeyken bunları kurutuyoruz. Bunun en önemli sebebi gözenekliliği korumak. Sonrasında lazer dağlama aşaması var. Bu aşamada sensör üzerinde desenler oluşturulabiliyor böylece sensörün kullanım ömrü artırılabiliyor. Son aşama olan paketleme aşamasında sensör, bir kılıfın içine yerleştiriliyor ve orada artık gazla etkileşmesi sonrası veriler alınmaya başlıyor.
Moleküllerin, laboratuvar testlerini tamamlayarak doğruluklarını ve kararlılıklarını gösterdiklerini anlatan Gelir, 6 ila 12 aylık bir sürede paketlenmiş sensörün prototipini ortaya koyacaklarını bildirdi.
