मानवी शरीराच्या डोळे, कान, नाक, जीभ व त्वचा या पंचेंद्रियांद्वारे विविध प्रकारच्या संवेदना ग्रहण केल्या जातात. ही पंचेंद्रिये म्हणजे मानवी शरीरातील नैसर्गिक संवेदके होत. या पंचेंद्रियांमुळे वातावरणात झालेले कुठलेही अतिसूक्ष्म बदलसुद्धा शरीर लगेच टिपते. वातावरणाचे तापमान जरा जरी वाढले तरी आपल्याला लगेच अस्वस्थता जाणवते. नेहमीपेक्षा जरा मोठा आवाज झाला की त्रास होतो, कोणताही वास किंवा त्यातील बदल आपल्याला लगेच जाणवतो. चवीतला सूक्ष्म फरकही कळतो. नेहमीपेक्षा जास्त प्रकाश डोळ्यांवर अचानक पडला तर डोळे लगेच आपोआप मिचकावले जातात. शरीरातील या संवेदकांचे आणखी एक वैशिष्ट्य म्हणजे वातावरणात होत असलेले हे वेगवेगळे बदल एकाच वेळी टिपले जाऊ शकतात. उदा., समोरील एखाद्या वस्तूचा रंग आणि तिचा वास अचानक बदलले तरी या दोन्ही गोष्टी मनुष्याला एकाच वेळी कळू शकतात. परंतु, मानवनिर्मित संवेदके या दोन्ही गोष्टी एकाच वेळी ओळखू शकत नाहीत, म्हणून अब्जांश तंत्रज्ञानाचा वापर करून असे कृत्रिम संवेदक बनविण्याचे प्रयत्न चालू आहेत.
एखाद्या घटकाची परिमाणात्मक मोजणी विशेषत: इलेक्ट्रॉनीय पद्धतीने करून त्याचे रूपांतर ठराविक संकेतामध्ये (Signal) करण्याचे कार्य मानवनिर्मित संवेदकांद्वारे केले जाते. याकरिता अशा संवेदकामध्ये संवेदनशीलता (Sensitivity), स्थिरता, अचूकता, निवडकता (Selectivity) असे विविध गुणधर्म असणे आवश्यक असते. पदार्थांचे १ ते १०० नॅनो मीटर स्तरावर आढळून येणारे अगदी वेगळे असे वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्म वापरून ‘अब्जांश संवेदके’ विकसित केली जातात. अशी उपकरणे आकाराने जरी अब्जांश नसली तरी त्यातील उपकरणाचे भाग अब्जांश पदार्थांपासून बनवलेले असतात. म्हणूनच त्यांना ‘अब्जांश संवेदके’ असे म्हणतात.
अब्जांश पदार्थांचे गुणधर्म : व्यापारी तत्वावर उत्पादन केलेल्या संवेदकांची निर्मिती करताना अब्जांश पदार्थांचे वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्म विचारात घेतले जातात. त्यातील काही महत्वपूर्ण गुणधर्म पुढीलप्रमाणे आहेत : (१) अब्जांश अवस्थेतील पदार्थांमध्ये क्षेत्रफळाचे त्याच्या घनफळाशी असणारे गुणोत्तर हे तुलनेने नेहमीच्या अवस्थेतील त्या पदार्थाच्या क्षेत्रफळ/घनफळ गुणोत्तरापेक्षा किती तरी अधिक असल्यामुळे प्राप्त होणारे खास गुणधर्म, (२) प्रकाशीय (Photosensitive) गुणधर्म, (३) विद्युत्/विद्युत्-रासायनिक गुणधर्म आणि (४) भौतिक गुणधर्म.
अब्जांश संवेदकांचे वर्गीकरण अनेक पद्धतींनी केले जाते. (पहा आ.२)
(अ) ऊर्जास्रोतानुसार वर्गीकरण : (१) सक्रिय (Active) अब्जांश संवेदक : यामध्ये थर्मिस्टरसारखा ऊर्जास्रोत वापरला जातो. (२) परकृत (Passive) अब्जांश संवेदक : यामध्ये ऊर्जास्रोत आवश्यक नसतो. उदा., थर्मोकपल.
(आ) रचनेनुसार वर्गीकरण : (१) प्रकाशीय अब्जांश संवेदक (२) विद्युत-चुंबकीयअब्जांश संवेदक आणि (३) यांत्रिक अब्जांश संवेदक.
(इ) उपयोगानुसार वर्गीकरण : (१) रासायनिक अब्जांश संवेदक (२) उपयोजित (Deployable) अब्जांश संवेदक, (३) इलेक्ट्रोमीटर अब्जांश संवेदक आणि (४) जैवरासायनिक अब्जांश संवेदक.
अब्जांश संवेदी उपकरणांचे उपयोग : सापेक्ष आर्द्रता (Relative Humidity) मोजण्यासाठी साधारणपणे आर्द्रतामापक (Hygrometer), महाप्राणयुक्त आर्द्रतामापक (Aspirated Psychrometer) आणि धारणी (Capacitive) किंवा रोधनी (Resistive) अब्जांश संवेदकांचा वापर केला जातो. या सर्व आर्द्रतामापक संवेदी उपकरणांचे कार्य विद्युत् प्रवाह संरोध किंवा रोध (Resistance) या गुणधर्मांवर आधारित असून त्याचा उपयोग स्वयंचलित नियंत्रकामध्ये करता येतो. आर्द्रतामापीचा उपयोग केवळ विशिष्ट हवामानातील आर्द्रता मोजण्यासाठी नसून आर्द्रतेची विशिष्ट पातळी नियंत्रण करण्यासाठीसुद्धा होतो. शरीरातील पेशींच्या घटकांतील भौतिक आणि जैव-रासायनिक प्रक्रियांचे निरीक्षण करणे तसेच औद्योगिक परिसरातील अब्जांश कणांचा शोध घेणे यासाठी देखील रासायनिक अब्जांश संवेदके वापरली जातात. सुरक्षा यंत्रणेमधील विषारी वायू किंवा स्फोटकद्रव्यांचा शोध घेण्यासाठी देखील उपयोजित अब्जांश संवेदके वापरतात. वैद्यकीय क्षेत्रामध्ये कर्करोग तसेच इतर रोगांचे निदान करण्यासाठी बहुवारिक (Polymer based) जैव-रासायनिक अब्जांश संवेदके उपयोगात आणली जातात.
संदर्भ :
- https://iopscience.iop.org/article/10.1149/1945-7111/ab67aa/pdf
