پیشرفت سریع فن‌آوری کیفیت زندگی انسان را به میزان قابل توجهی افزایش داده است. شرایط زندگی در جهان تغییر کرده و مزایای بی‌شماری در ارتباطات، پزشکی، راحتی زندگی، مسافرت و بسیاری از جنبه های دیگر به همراه داشته است. اما همراه با جنبه‌های مثبت پیشرفت فناوری، یک مشکل بسیار جدی نیز وجود دارد: آلودگی در آب ، هوا و خاک. احتراق ناقص فرآورده‌های نفتی، کاربرد سموم دفع آفات در کشاورزی، حوادث و دفع پسماندها در صنعت انرژی هسته‌ای، نشت نفت و بسیاری موارد دیگر، می‌تواند منجر به فاجعه شده و خطر جدی برای سیاره ما و همه انسان‌ها ایجاد کند.

نظارت مداوم بر آلاینده‌های خطرناک با غلظت‌های بسیار کم (محدوده nM) در دریا برای اطمینان از حفاظت از محیط‌زیست از اهمیت جهانی برخوردار است. حفظ سلامت انسان‌ها با توجه به تهیه آب شرب مناطق همجوار و ایجاد تفرجگاه‌های ساحلی از یک سو و از طرف دیگر زندگی جاندارن دریایی، لزوم نظارت بر آب‌ دریا را دوچندان کرده‌ است. با توجه به موقعیت کشور ایران و دسترسی به آب‌های آزاد از درگاه خلیج فارس و توسعه گردشگری در سواحل دریای خزر، پایش سراسری آب‌های ساحلی در کشور امری ضروری بوده و نیازمند روش‌های جدید و با دقت بالا می‌باشد.

بسیاری از آلودگی‌های اثرگذار بر سلامت انسان و جاندارن، دارای ابعاد کوچک بوده و توسط چشم انسان قابل رویت نمی‌باشد، لذا جهت تشخیص این آلودکی‌ها به سیستم‌های با دقت بالا نیاز می‌باشد. یکی از روش‌های مدرن سنجش آلودگی‌ شیمیایی آب، استفاده از تکنیک طیف‌سنجی رامان تقویت‌شده سطحی SERS (surface enhanced Raman spectroscopy) می‌باشد. در این شیوه موادی همچون فلورانتن (fluoranthene)، استنافتیلن (acenaphtylene) و پیرن (pyrene) و همچنین بی‌فنیل (biphenyl) به عنوان آلاینده‌های اصلی و یا به عنوان مخلوطی از چندین ماده شیمیایی قابل شناسایی می‌باشند.

سامانه شناسایی آلودگی‌های شیمیایی در آب به صورت یک سامانه قابل حمل طراحی شده و قابلیت شناسایی آلودگی‌ها در اعماق دریا و در محدوده 100 متر زیر آب را دارا می‌باشد. تجهیزات مورد استفاده در این سامانه از قبیل منبع نوری (لیزر دیود)، طیف‌سنج، بردهای الکترونیکی و باتری به گونه‌ای انتخاب شده‌اند که امکان انتقال و حمل‌ونقل سامانه به راحتی امکان‌پذیر باشد.

با توجه به سابقه طراحی و ساخت سامانه‌های مبتنی بر طیف‌سنجی رامان و فلورسانس در شرکت فرهیختگان حامی‌ علم‌وصنعت و حضور متخصصان حوزه اپتیک و لیزر در این مجموعه، آمادگی انجام پروژه در حوزه شناسایی آلودگی منابع آبی با استفاده از تکنیک طیف‌سنجی رامان در این مجموعه وجود دارد.

تصاویر:

1. شماتیک پراکندگی رامان:

2. نمونه‌ای از خروجی‌ها:

3. نمونه طراحی شده سامانه برای عملکرد در زیر آب:

4. چیدمان ازمایشگاهی:

Laboratory Raman set up for water samples investigation –(a) laser drivers; (b) microsystem laser diode and optode; (c) miniaturespectrometer; (d) netbook