PARTICLE SENSING USING OPTICAL NEURAL NETWORKS
Özet
Microplastics are tiny plastic particles that are less than 5mm in length. They are
often found in oceans, rivers, lakes, and even the atmosphere, as a result of plastic
pollution. The problem with microplastics is that they can have negative impacts on the
environment and the organisms living in it. Furthermore, microplastics can also release
toxic chemicals into the environment, which can harm aquatic life and even humans. The
accumulation of microplastics can also have detrimental effects on the food chain, as
smaller organisms are consumed by larger organisms.
To address the problem of microplastics, researchers have developed different
detection methods. One common method is the use of spectroscopic techniques such as
Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and Raman spectroscopy. These
techniques can identify the chemical composition of microplastics, which can help
determine their sources and potential impacts. Another method is the use of microscopy,
which allows for the visualization and counting of microplastics in samples.
In this study, we aimed a cost-effective, portable, and simple device to detect and
classify microplastics in terms of their size and refractive index. In addition,
concentrations can be determined using calibration curves defined for the experimental
setup. The main contribution to the literature is identification of two same-sized sphereshaped microplastics which are made up form two different material. So, in addition to
size or shape classification, it will be possible to determine material types with this setup
using optical scattering patterns which are dependent of refractive index Mikroplastikler, 5mm'den daha kısa olan küçük plastik parçacıklarıdır. Okyanuslar,
nehirler, göller ve hatta atmosferde plastik kirliliği sonucu bulunurlar. Mikroplastiklerin
problemi, çevre ve içinde yaşayan organizmalar üzerinde olumsuz etkilere sahip
olabilecekleridir. Ayrıca, mikroplastikler, toksik kimyasalların çevreye salınmasına da
neden olabilir, bu da sucul yaşamı hatta insanları bile zararlı etkileyebilir. Mikroplastik
birikimi, daha küçük organizmaların daha büyük organizmalar tarafından tüketilmesiyle
besin zincirinde zararlı etkilere neden olabilir.
Mikroplastiklerin probleminin çözümü için, araştırmacılar farklı tespit yöntemleri
geliştirmişlerdir. Yaygın bir yöntem, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR)
ve Raman spektroskopisi gibi spektroskopik tekniklerin kullanımıdır. Bir diğer yöntem,
mikroskopi kullanımıdır, bu, örnekteki mikroplastiklerin görselleştirilmesine ve
sayılmasına olanak tanır. Ayrıca, bazı araştırmacılar, midyeler ve solucanlar gibi
organizmaları kullanarak çevredeki mikroplastik varlığını tespit etmek için biyolojik
yöntemler geliştirmişlerdir.
Bu çalışmada, mikroplastikleri boyutlarına ve kırılma indislerine göre tespit etmek
ve sınıflandırmak için maliyet etkin, taşınabilir ve basit bir cihaz geliştirmeyi amaçladık.
Ayrıca, deney kurulumu için tanımlanan kalibrasyon eğrileri kullanılarak
konsantrasyonlar belirlenebilir. Literatüre katkımız, iki farklı malzemeden oluşan aynı
boyutta küre şeklindeki mikroplastiklerin tanımlanmasıdır. Böylece, boyut veya şekil
sınıflandırmasına ek olarak, bu kurulum kullanılarak kırılma indisi bağımlı optik saçılma
desenleri kullanılarak malzeme tiplerinin belirlenmesi mümkün olacaktır.