فروش لپ تاپ نو و استوک بازاریان فروش عطر و ادکلن پرفیومی محمد طاها لطفی | taha lotfi طراحی سایت و دیجیتال مارکتینگ تاترین ، تاترین سکوی پرتاب برند شما دستیابی به دانش فنی میکروبایوسنسور WGM - بومرنگ "شبکه خدمات نوآوری"
اشتراک گذاری با دوستان
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp

وضعیت: باز

  شماره سند:

  تاریخ انتشار: 1403/07/01

  مهلت ارسال پیشنهاد: 1403/07/30

  فرصت‌ها: براساس پیشنهاد‌ها قابل‌ مذاکره خواهد بود.

 تماس : 02166539734 – 02166533864

  ارسال پروپوزال‌ها: https://ghazal.inif.ir

خلاصه فناوری

غلظت یک سیال که ناشی از تعداد عناصر موجود در آن در يك حجم مشخص می‌باشد، تاثیر مستقیمی بر ضریب‌شکست سيال دارد. برای مثال تغيير غلظت آلاینده‌های موجود در آب یا روغن خوراکی، آلاینده‌های هوا، اجزای تشکیل‌دهنده نفت، تعداد سلول‌های مختلف موجود در خون و … منجر به تغییر ضریب‌شکست سيال خواهد شد. اگر هریک از این سیالات وارد یک میکروکاواک شوند، طول موج تشديدي ناشی از مدهای گالری نجوا در ميكروكاواك به‌طور حساس وابسته به ضريب‌شكست سيال خواهد شد و می‌توان با مطالعه فرکانس نور تشدیدی کاواک، غلظت عناصر موجود در سیال را تشخیص داد.

بایوسنسورهای فیبر نوری که در دو دهه اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند، روشی غیرمخرب و با حساسیت بالا جهت تشخیص غلظت سیال در محیط‌های مایع هستند. این بایوسنسورها زمان پاسخ کوتاه، حد تشخیص بسیار کم، قابلیت حمل آسان و… دارند. نوع خاصی از این بایوسنسورها، بایوسنسور بر پایه مدهای گالری نجوا (WGM) هستند که به دلیل حساسیت و دقت بسیار بالا، در طیف وسیعی از بایوسنسورها کاربرد خواهند داشت. از جمله کاربردهای گسترده میکروبایوسنسورهای WGM تشخیص سریع بیماری‌ها (شناسایی بیومارکرهای خاص در مقادیر بسیار کم)، مانیتورینگ محیطی (نظارت بر کیفیت آب و هوا و تشخیص آلودگی‌ها و مواد سمی، بررسی تغییرات اکوسیستم‌ها) هستند.

هدف از این طرح دستیابی به دانش فنی بایوسنسور WGM جهت اندازه‌گیری دقیق غلظت آلاینده‌های موجود در آب (ابعاد از 5 تا50 پیکومولار) با استفاده از تکنولوژی فیبر نوری مخروطی و چیدمان اپتیکی کاواک کروی (با ابعاد محدوده میکرومتر ساخته‌شده با دستگاه‌ پردازش فیبر شیشه‌ای) و فیبر نوری مخروطی است.

 

درباره تیم پژوهشی

نام و نام خانوادگی

وضعیت شغلی

همکار/مشاور طرح

رشته/مقطع تحصیلی

آتوسا سادات عربانیان

استادیار پژوهشکده لیزر و پلاسما
دانشگاه شهید بهشتی

مجری

دکترای فوتونیک

رضا مسعودی

استاد تمام پژوهشکده لیزر و پلاسما
دانشگاه شهید بهشتی

همکار

دکترای فیزیک لیزر

ملیکا اسماعیلی

دانشجوی دکتری فوتونیک

همکار

کارشناسی‌ارشد فوتونیک

سوابق عرضه‌کننده فناوری و مسئول اصلی تیم پژوهشی

این تیم متشکل از اعضای آزمایشگاه پالس‌هاي فوق كوتاه و كاربردهاي آن در پژوهشكده ليزر و پلاسما دانشگاه شهيد بهشتي است. آقاي دكتر مسعودي رياست آزمايشگاه را بر عهده دارند و خانم مليكا اسماعيلي دانشجوي دكتري هستند. تیم اجرایی این طرح تجربه طولاني در طراحي، ساخت و تعمير ليزرهاي فيبري و كار با فيبر نوري دارند. این طرح براساس پروپوزال مصوب دانشجوي دكتري خانم اسماعيلي روي تحقيق و توسعه ساخت بيوسنسور WGM جهت بررسي عناصر گلبول سفيد موجود در خون ارائه‌شده‌است.

ضرورت مسئله

امروزه با پیشرفت تکنولوژی، ساخت قطعات میکرومتری مسیر جدیدی برای ساخت بایوسنسورهای با حساسیت بالا در فناوری‌های فوتونیکی ایجاد نموده‌است. یکی از انواع بایوسنسورهای اپتیکی میکرومتری، بایوسنسورهای مبتنی بر مدهای گالری نجوا (WGM) هستند.  اساس کار این بایوسنسورها بازتاب داخلی نور در یک کاواک با تقارن استوانه‌ای است. اگر کاواک در محیطی شامل عناصر بسیار کوچک بیولوژیکی قرار بگیرد و ویژگی سطحی کاواک به صورتی باشد که ذرات به آن بچسبند، امکان تشخیص و شناسایی این عناصر فراهم خواهد شد.

میکروبایوسنسورهای WGM به عنوان ابزاری نوین و کارآمد در تشخیص آلودگی‌های آب و کنترل کیفیت محیط زیست در حال توسعه هستند. این حسگرها با توانایی شناسایی سریع و دقیق آلاینده‌ها، از جمله باکتری‌ها و مواد شیمیایی مضر، نقش مهمی در نظارت بر منابع آبی ایفا می‌کنند. با توجه به افزایش نگرانی‌ها درباره آلودگی آب و تأثیرات آن بر سلامت عمومی، ضرورت ساخت و توسعه این میکروبایوسنسورها به وضوح احساس می‌شود. این حسگرها قادرند غلظت‌های بسیار پایین آلاینده‌ها را در محدوده پیکومولار شناسایی کنند، که این ویژگی آن‌ها را برای کاربردهای محیطی و بهداشتی بسیار مناسب می‌سازد. استفاده از فناوری‌های پیشرفته مانند فیبر نوری مخروطی و چیدمان اپتیکی کاواک کروی، دقت و حساسیت این حسگرها را به طرز چشمگیری افزایش می‌دهد. علاوه بر این، قابلیت اندازه‌گیری در زمان واقعی به کاربران امکان می‌دهد تا به سرعت به بحران‌های آبی پاسخ دهند. همچنین، این حسگرها می‌توانند به عنوان ابزارهای قابل حمل برای آزمایش‌های میدانی مورد استفاده قرار گیرند، که نیاز به آزمایشگاه‌های بزرگ را کاهش می‌دهد. با توجه به تأثیرات منفی آلودگی آب بر سلامت انسان و اکوسیستم، توسعه این حسگرها نه تنها به حفاظت از منابع آبی کمک می‌کند بلکه به ارتقاء کیفیت زندگی نیز منجر خواهد شد. در نهایت، سرمایه‌گذاری در تحقیق و توسعه میکروبایوسنسورهای WGM یک ضرورت غیرقابل انکار برای آینده‌ای پایدارتر است.

 بازار این میکروبایوسنسورها، به ویژه در زمینه‌های تشخیصی و محیط زیستی، شاهد رشد قابل توجهی است. طبق گزارش‌ها، بازار بایوسنسورها در سال 2021 به 25.5 میلیارد دلار رسید و پیش‌بینی می‌شود که این رقم تا سال 2026 به 36.7 میلیارد دلار افزایش یابد. این نشان‌دهنده یک رشد سالانه حدود 7.9 درصد است و انتظار می‌رود تا سال 2028 به 41.8 میلیارد دلار برسد. به طور کلی، میکروبایوسنسورهای WGM با توجه به کاربردهای متنوع و نیاز روزافزون به نظارت بر سلامت و کیفیت محیط، سهم مهمی از بازار بایوسنسورها را تشکیل می‌دهند. با ادامه روند پیشرفت فناوری و افزایش آگاهی عمومی درباره سلامت، انتظار می‌رود که این سهم همچنان رشد کند.

مسئله اصلی تحقیق

هدف از این طرح، دستیابی به دانش فنی بایوسنسور WGM جهت اندازه‌گیری دقیق غلظت آلاینده‌های موجود در آب (ابعاد از 5 تا 50 پیکومولار) است. برای تحقق این هدف، از تکنولوژی پیشرفته فیبر نوری مخروطی استفاده می‌شود که به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، دقت و حساسیت بالایی را در اندازه‌گیری فراهم می‌آورد. علاوه بر این، چیدمان اپتیکی کاواک کروی با ابعاد محدوده میکرومتر، که با دستگاه‌های پردازش فیبر شیشه‌ای ساخته شده، به بهبود عملکرد حسگر کمک می‌کند. این ترکیب فناوری‌ها امکان شناسایی و تحلیل دقیق آلاینده‌ها را در مقیاس‌های بسیار کوچک فراهم می‌آورد. همچنین، استفاده از این روش‌ها باعث کاهش زمان پاسخگویی و افزایش کارایی در نظارت بر کیفیت آب می‌شود. در نهایت، این طرح به دنبال ارائه راهکارهای نوین برای حفاظت از منابع آبی و ارتقاء سلامت عمومی است.

مراحل انجام پژوهش به شرح زیر است:

  • طراحی و شبیه‌سازی ساخت میکروکاواک با نرم‌افزارهای شبیه‌سازی فوتونیکی
    (COMSOL, Multiphysics, Lumerical FD)
  • شبیه‌سازی مدهای تشدیدی در غلظت‌های مختلف شاره تهیه پایگاه داده جهت مقایسه با نتایج واقعی
  • طراحی فیبرهای تیپرشده (مخروطی) و میکروکاواک با روش vytran
  • آزمون‌های اندازه‌گیری ابعاد و بررسی کیفیت سطح میکروکاواک از طریق تصویربرداری SEM جهت سنجش مشخصات فیزیکی کاواک و فیبر تیپرشده تا ابعاد میکرومتری
  • آزمون تداخل‌سنج حلقه پایین کاواک (CRDS) جهت اندازه‌گیری میزان جذب نوری میکروکاواک و بررسی مشخصات فوتونیکی میکروکاواک و فیبرهای تیپرشده آماده برای اجرای چینش اپتیکی
  • اجرای چیدمان اپتیکی اولیه فیبرهای نوری تیپر، میکروکاواک، منبع نور OPA و تحلیل‌گر طیف نوری OSA
  • ارزیابی عملکرد نمونه آزمایشی میکروبایوسنسور WGM

مزایا

  • مانیتورینگ و تشخیص غلظت‌های بسیار کم (بین 5 تا 50 پیکومولار) از آلاینده‌های موجود در آب
  • امکان سنجش مواد مختلف بدون نیاز به تغییر در ساختار کلی بایوسنسور تنها با تغییر شاره درون میکروکاواک

کاربرد

  • تشخیص سریع بیماری‌ها (شناسایی بیومارکرهای خاص در مقادیر بسیار کم)
  • تشخیص آلودگی‌های میکروبی، مواد شیمیایی مضر، یا سموم در صنایع غذایی
  • مانیتورینگ محیطی (نظارت بر کیفیت آب و هوا، تشخیص آلودگی‌ها و مواد سمی، بررسی تغییرات اکوسیستم‌ها)
  • تشخیص عوامل بیولوژیکی و شیمیایی در مقادیر بسیارکم در شرایط جنگی یا حملات تروریستی

خروجی‌های مورد انتظار تحقیق

  • میکروچیپ شامل کاواک کروی با ابعاد محدوده میکرومتر با استفاده از دستگاه‌ پردازش فیبر شیشه‌ای
  • چیدمان اپتیکی میکروکاواک و فیبرهای نوری مخروطی
  • میکروبایوسنسور WGM

هزینه و زمان اجرای طرح

  • هزینه اجرای طرح در بازه 600 میلیون تا 800 میلیون تومان
  • مدت‌زمان اجرای طرح بین 12 تا 16 ماه

تسهیم مالیک فکری

  • مالکیت معنوی: مشارکت‌کننده در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سـهیم خواهـد بـود و انتشـار مقالـه مشـترک توسـط مجری و مشارکت‌کننده در ژورنال‌های داخلـی و خارجـی، ارائه مقالـه در کنفرانس‌هـا و سـمینارها بـا موافقـت و اشـاره بـه نـام همـه دست‌اندرکاران مجـاز خواهـد بود.
  • مالکیـت منافـع مـادی: سهم مشارکت شرکت/شتاب‌دهنده متقاضی حداقل 10 و حداکثر 35 درصد خواهد بود (منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری بر اساس توافق طرفین و مشترک خواهد بود و با توجه به سهم آورده نقدی و غیرنقدی توسعه‌دهنده، سهم مالکیت قابل‌مذاکره و توافق است).

ارسال درخواست

  • درخواست‌های مشـارکت صرفاً بایـد در چارچوب موردنظر صنـدوق نوآوری و شـکوفایی، تدویـن و حداکثـر تـا تاریـخ 1403/07/30سـامانه غـزال صنـدوق نوآوری و شـکوفایی به نشـانی inif.ir ثبت شوند. درخواست‌هایی کـه در چارچوبـی غیرازآن، یـا بـه روش‌های دیگـر بـه دسـت صنـدوق نـوآوری و شـکوفایی برسـند، وارد فراینـد ارزیابـی نخواهنـد شـد.