شماره ركورد
31647
پديد آورنده
اميرحسين حيدريان
عنوان
طراحي، ساخت و تست نانو حسگر فشار پيزومقاومتي گرافن ليزري براي پايش رشد گياه
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
نانو تكنولوژي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1403/06/31
استاد راهنما
دكتر صادق صادق زاده
استاد مشاور
---------------
دانشكده
فناوريهاي نوين
چكيده
اين پژوهش بر توسعه و كاربرد نانو سنسورهاي پيزورزيستيو گرافن القايي ليزري (LIG) انعطافپذير براي بهينهسازي گلخانههاي هوشمند متمركز است. هدف اصلي اين است كه با استفاده از نانوتكنولوژي، يك سيستم نظارت دقيق و خودكار براي رشد گياهان در محيطهاي گلخانهاي ايجاد شود. اين سيستم با استفاده از نانوتكنولوژي پيشرفته و اينترنت نانو اشيا (IONT) دادههاي محيطي را بهصورت لحظهاي جمعآوري و تحليل ميكند تا شرايط بهينه براي رشد گياهان را فراهم كرده و بهرهوري و كيفيت محصولات كشاورزي را افزايش دهد. سنسورهاي كرنش پيزورزيستيو با حساسيت بالا بر پايه LIG با تشكيل ساختارهاي گرافني بر روي زيرلايه پليايميد با استفاده از ليزر CO2 ساخته شدند و سپس به زيرلايه پليمري انعطافپذير (RTV) منتقل شدند. عملكرد الكترومكانيكي سنسورها در محدوده كرنش 1% تا 25% ارزيابي شد. اين نانو سنسورهاي گرافني انعطافپذير دادههاي محيطي دقيقي از جمله نرخ رشد گياهان را فراهم كردند. ميكروكنترلرها، براي جمعآوري دادهها از نانو سنسورهاي فشار و كنترل گلخانه هوشمند به كار گرفته شدند. ساختار و عملكرد سنسورهاي گرافن القايي ليزري با استفاده از SEM و EDS به طور كامل بررسي شد و ساختار سلسلهمراتبي و متخلخل فوم گرافن تأييد شد. تأثير طراحي الگو بر حساسيت سنسور ارزيابي شد و نشان داد كه افزودن الگوها به طور قابلتوجهي حساسيت را افزايش ميدهد. نتايج نشان داد كه نانو سنسورهاي كششي با نظارت مداوم بر رشد گياهان، نياز به مداخله دستي را كاهش داده و تنظيمات به موقع را تضمين ميكنند كه منجر به بهبود عملكرد و افزايش كيفيت محصولات كشاورزي ميشود.با افزودن الگو و باريك كردن مسير گرافن به ساختار سنسور منجر به افزايش حدودي50 درصدي حساسيت سنسور شد و شاخص حساسيت 65 را به دست آورد. به طور كلي، ادغام نانو سنسورهاي كششي و فناوريهاي IONT پتانسيل انقلاب در مديريت گلخانههاي هوشمند و تسهيل كشاورزي پايدار را دارد.
تاريخ ورود اطلاعات
1403/09/10
عنوان به انگليسي
Design, fabrication and implementation of laser-induced graphene piezoresistive nanosensor for plant growth monitoring
تاريخ بهره برداري
9/21/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
اميرحسين حيدريان
چكيده به لاتين
This research focuses on the development and application of flexible laser-induced graphene (LIG) piezoresistive pressure nanosensors for optimizing smart greenhouses. The primary objective is to create a precise and automated monitoring system for plant growth in greenhouse environments using nanotechnology. This system employs advanced nanotechnology and the Internet of Nano Things (IoNT) to collect and analyze environmental data in real-time, thereby providing optimal conditions for plant growth and enhancing agricultural productivity and quality. High-sensitivity LIG-based piezoresistive strain sensors were fabricated by forming graphene structures on a polyimide substrate using a CO2 laser, which were then transferred to a flexible polymer substrate (RTV). The electromechanical performance of the sensors was evaluated within a strain range of 1% to 25%. These flexible graphene nanosensors provided accurate environmental data, including plant growth rates. Microcontrollers, particularly ESP, were utilized for data collection from the pressure nanosensors and for controlling the smart greenhouse. The structure and performance of the laser-induced graphene sensors were thoroughly examined using SEM and EDS, confirming the hierarchical and porous structure of the graphene foam. The impact of pattern design on sensor sensitivity was assessed, revealing that the addition of patterns significantly increased sensitivity. The results demonstrated that the tensile nanosensors, by continuously monitoring plant growth, reduced the need for manual intervention and ensured timely adjustments, leading to improved performance and increased agricultural product quality. This approach also contributed to water conservation and reduced operational costs. Enhancing the graphene pathway and adding patterns to the sensor structure resulted in an average 50% increase in sensor sensitivity, achieving a sensitivity index (GF) of 65. Overall, the integration of tensile nanosensors and IoNT technologies has the potential to revolutionize smart greenhouse management and facilitate sustainable agriculture.
كليدواژه هاي فارسي
: نانو حسگر پوشيدني، (LIG)، (IONT)، كاهش مصرف انرژي، مديريت هوشمند گلخانه.
كليدواژه هاي لاتين
Smart environments, Nanosensors, Optimization, Greenhouses, Internet of Nano Things (IoNT)
Author
Amirhossein Heydariyan
SuperVisor
Dr.Sadegh Sadeghzadeh