سنسورها از نظر کیفی مرحله جدیدی را در استفاده هر چه بیشتر از همه امکاناتی که توسط علم میکروالکترونیک به وجود آمده است ، بویژه در زمینه پردازش اطلاعات عرضه می کنند. سنسورها رابط بین سیستم کنترل الکتریکی از یک طرف و محیط، عملیات، رشته کارها یا ماشین از طرف دیگر هستند. در گذشته تکامل سنسور قادر به هم گامی با سرعت تکامل در صنعت میکروالکترونیک نبوده است. در واقع ،در اواخر دهه 1970 و اوایل دهه 1980 تکامل سنسور در سطح بین المللی بین 3 تا 5 سال عقب تر از تکامل علم میکروالکترونیک در نظر گرفته می شد این حقیقت که ساخت عناصر میکروالکترونیک غالباً بسیار ارزان تر از عناصر اندازه گیری کننده ای (سنسورهایی) بود که آنها احتیاج داشتند یک مانع جدی درازدیاد و متنوع نمودن کاربرد میکروالکترونیک پردازشگر اطلاعات در گستره ی وسیعی از عملیات و رشته کارها بود. چنین اختلاقی بین علم میکروالکترونیک مدرن و تکنولوژی اندازه گیری کننده کلاسیکی تنها توانست به واسطه ظهور تکنولوژی سنسورهای مدرن بر طرف شود. به این دلیل، امروزه سنسورها بعنوان یکی از عناصر کلیدی جهت تکامل پیوسته و شتابان علم میکروالکترونیک شمرده می شوند.
کار تحقیقاتی و تکاملی گسترده در شاخه های مختلف تکنولوژی سنسور درسطح بین المللی آغاز شد. حاصل این فعالیت آن است که امروزه تجارت سنسور از بالاترین نرخ های رشد سالانه بهره مند می باشد. از انجایی که سنسورها وسیله ی اساسی برای به دست آوردن همه اطلاعات لازم در رابطه با وضعیت های مختلف عملیات و محیط هستند، بنابراین آنها باب امکانات کاملاً جدیدی را به روی اتوماسیون طیفی از عملیات درصنعت، منزل، کارخانه ، کاربردهای طبی و سایر بخشها می گشایند. بعنوان مثال کارخانه های تماماً اتوماتیک و مجتمع آینده تنها می تواند به کمک سنسورها تحقق یابد اگر چه سنسورها به همراه علم میکروالکترونیک پردازشگر اطلاعات یک گام مهم روبه جلو را عرضه می دارد لیکن این تنها اولین قدم است. در این مرحله سنسورها از تعدادی از عناصر میکروالکترونیک موجود، بعنوان مثال به شکل پردازشگر ها، حافظه ها، مبدل های آنالوگ به دیجیتال با تقویت کننده ها ، برای آماده نمودن سیگنال خروجی استفاده می کنند. در عین حال، سنسور باید یک خروجی الکترونیکی تولید کند که به آسانی پردازش می شود در حالت ایده آل این سیگنال به شکل یک سیگنال دیجیتالی سازگار با باس می باشد. همچنین احتیاج به کاهش وزن و حجم وجود دارد.
دومین گام عبارت است از اتصال سنسور - سیستم میکروالکترونیک – مکانیکی می باشد. اطلاعات حاصل شده توسط سنسور در رابطه با حالت یا پیشرفت یک پروسه با عبور از یک طبقه ی پردازشگر سیگنال الکترونیکی وارد بخش مکانیکی شده و به پروسه بازخورانده می شود زنجیره سنسور- سیستم میکروالکترونیک- بخش مکانیکی تنها در صورتی کار می کند که همه ی خطوط رابط سازگار باشند این امر منجربه توصیف یک معیار مهمتر بویژه تا جایی که به سنسور مربوط است می شود علی رغم آگاهی گسترده در رابطه با اهمیت سنسور بعنوان یکی از عناصر کلیدی در فراینداتوماسیون ، کسب اطلاعات جامع و مقایسه ای درباره وضعیت تکنولوژی سنسور پیشرفت های حاصل شده در این زمینه مشکل است این امر دارای چند دلیل زیر است:
1- سنسورهایی برای اندازه گیری بیش از 100 کمیت فیزیکی وجود دارد. اگر اندازه گیری کمیت های شیمیایی را نیز به حساب آوریم این رقم به چندین 100 فقره وارد می شود.
2- تقریباً 2000 نوع اصلی از نوع سنسورها را می توان طبقه بندی کرد. بین 000/60 و 000/100 سنسور برای اندازه گیری در حال حاضر پروسه ها از نظر تجاری در دنیای غرب وجود دارد.
3- بر طبق گزارش پایگاه داده های INSPEC هر ساله بیش از 000/10 نشریه در رابطه با سنسورها منتشر می شود.
1-1 مقدمه2
1-2 تعریف سنسور4
1-3 ساختار کلی یک سنسور4
1-4 خصوصیات سنسورها5
1-5 انواع ممکن از سیستم سنسور5
1-6 تکنیک هایی در تولید سنسور:6
1-7 انواع سنسورها:7
1-7-1 سنسورهای شیمیایی:7
1-7-1-1 انواع طرح:9
1-7-2 سنسورهای گازی11
1-7-2-1 سنسورهای گازی TGS ( آشکارسازهای گازهای تراوش سمی و منفجره)12
1-7-2-2 عملکرد این سنسور13
1-7-3 سنسورهای آنزیم15
1-7-4 بیوسنسورها15
1-7-5 نانو سنسورها16
1-7-6 سنسور رطوبت16
1-7-7 سنسورهای فیبر نوری17
2-1 بیوسنسورها21
2-1-1 مقدمه21
2-1-2 تعریف و تئوری بیوسنسورها22
2-2 نانو سنسورها31
2-1 مقدمه31
2-2 -2ساختار نانوسنسورها35
2-2-2-1 استفاده از نقاط کوانتومی در تولید نانوسنسورها36
2-2-2-2 استفاده از نانو لوله ها در تولید نانو سنسورها38
2-2-2-3 استفاده از نانو ابزار در تولید نانوسنسورها46
2-2-3 اقتصاد نانو سنسورها46
2-2-3-1 مشکلات و موانع پیشرفت بازار نانو سنسورها49
2-2-4 نگاهی به طراحی یک نوع از نانوسنسورها51
2-2-4-2 آرایش نانوسنسورهای سیمی53
2-2-4-3 جزئیات طراحی55
2-2-5 انواع نانوسنسورها58
2-2- 5-1 نانوسنسور ویروسی58
2-2-5-2 نانوسنسورهای pebble 59
2-2-5-3 نانو سنسورهایی برای پایش گلوکز59
2-2- 5-4 نانوسنسورهای لیزری60
2-1-3 انواع بیوسنسورها61
2-1-3-1 نانو ذرات بیو در بیوسنسور61
2-1-3-1-2 بیوسنسورهای نوری62
2-1-3-2 نانوسیم، نانوفیبرو نانو پروب66
2-1-3-3 نانولوله های کربن68
2-1-3-4 بیوسنسورها بر اساس تجمع یافته مولکولی یا بیو تقلیدی71
2-1-3- 5 بیوسنسور نانوتعالی کوارتزی72
2-1-3-6 بیوسنسور دارای میکروسوزن72
2-1-3-7 بیوسنسورهای نوری73
2-1-3-8 بیوسنسور mRNA نوری جدید73
2-1-3-9 بیوسنسورهای ناپیوسته74
2-1-3-10 بیوسنسور سوئیچ کانال یون76
2-1-4 تکنولوژی رزنانس پلاسمون سطح78
2-1- 5 مزایا و معایب بیوسنسورها80
2-1-6 مدلسازی و تئوری بیوسنسورها89
2-1-7 اجزاء بیوسنسورها91
2-1-7-1 آنالیت ( سوبسترا)93
2-1-7-2 عناصر بیولوژیکی94
2-1-7-3 مبدل102
2-1-8 روش های پرینت غربالی برای تولید بیوسنسور108
2-1- 8-1 مقدمه108
2-1-8-2 تکنولوژی پرینت غربالی110
2-1-8-3 مواد و روش ها110
2-1-8-4 کاربردها در زمینه کنترل فرآیند زیستی آنالیز ماده غذایی116
2-1-9 مدلسازی سنتیکی برای بیوسنسورها117
2-1-9-1 سنتیک آنزیمی118
2-1-9-2 الکتروشیمیایی پایه:119
2-1-9-3 مدلسازی120
2-1-9-4 ساده سازی فرضیات121
1-9-5 بررسی و تحقیق آزمایشگاهی مدل های سنتیک آنالیزی123
2-1-9-6 مدلسازی سنتیک در انواع دیگری از بیوسنسورها124
2-1-10 تولید پروتئین برای بیوسنسورها125
2-1-10-1 مهندسی پروتئین منطقی127
2-1-11-2 تکامل (فرایند موتاسیون و انتخاب طبیعی )جهتدار:127
2-1-11-1 جهش ژنی تصادفی129
2-1-1-2 باز ترکیب130
2-1-1-3 ساختمان عملکرد غربالگری132
2-1-12 خصوصیات عملکردی ژن های جهش یافته136
2-1-13 نتیجه گیری ملاحظات137
2-1-14 اقتصاد بیوسنسورها138
2-1-15 آینده بیوسنسورها144
3-1 کاربرد بیوسنسورها147
3-1-1 سنسورهای شیمیایی موج صوتی148
3-1-2 حس کردن بیومولکولها و سلولها148
3-1-3 غربال زنی دارو149
3-1-4 شاخصهای زیستی تشخیص150
3-1-5 شناسایی پاتوژن ( عامل بیماریزا)151
3-1-6 کاربرد بیوسنسور درصنایع غذایی158
3-1-6-1 کنترل کیفیت و نظارت بر فرایندهای تولید به صورت آنلاین159
3-1-6-2 اندازه گیری ترکیبات مواد غذایی مانند کربوهیدارت ها160
( گلوکز، لاکتوز، گالاکتوز و غیره) واسیدهای آمینه160
3-1-6-3 اندازه گیری آلاینده ها مانند آفت کش ها، آنتی بیوتیک ها، فلزات سنگین و سموم161
3-1-6-4 اندازه گیری سریع باکتریهای بیماریزای غذایی161
3-1-7 نیاز بیوسنسورها در صنایع غذایی و تحقیقات غذایی165
3-1-7-1 مقدمه165
3-1-7-2 آنالیز پروکسیمات166
3-1-7-3 برچسب گذاری تغذیه ای168
3-1-7-3 مواد معدنی170
3-1-7-4 پسماند های آفت کش173
3-1-7-5 عوامل ضد تغذیه ای و سمی که بطور طبیعی رخ می دهند.175
3-1-7-6 پروسه ی تغییرات177
3-2 کاربرد های نانو سنسورها185
3-2-1 وجود الگوی کاربرد برای سنسورها در هر بخش از صنعت194
3-2-2 جستجوی سموم و مواد مخدر در بدن196
3-2-2-1 اندازه گیری مورفین با پلیمرهای قالب مولکولی196
3-2-2-2 اندازه گیری الکل197
3-2-2-3 اندازه گیری میکروسیستین198
3-2-3 ردیابی و اندازه گیری گازها198
3-2-3-1 ردیابی و اندازه گیری گازهای سمی با استفاده از نانولوله ها198
3-2-3-2 ردیابی و اندازه گیری گازهای انفجاری به کمک حسگرهای نانو ذرات200
3-2-3-3 استفاده از بینی الکترونیکی در تشخیص گازها200
منابع و مآخذ201
شامل 210 صفحه فایل word
دانلود پایان نامه نانوسنسورها و بیوسنسورها
