نانوحسگرهای دقیق و خودتوان کار پزشکان را ساده تر می کند
بی بی سرور: پژوهشگران سنسورهای نانویی جدیدی ساختند که بصورت خودتوان (Self-Power) بوده و از حساسیت بالایی برخوردار می باشند.
به گزارش بی بی سرور به نقل از ایسنا، پیشرفت های نوآورانه ای در فناوری سنسورهای پوشیدنی با معرفی سنسورهای مبتنی بر فوم گرافن متخلخل و ترموالکتریک به دست آمده است. این حسگرها قادرند اندازه گیری های دما و فشار را بطور همزمان و دقیق انجام دهند و برای کاربردهای مختلف مناسب هستند. این موفقیت، امکان های جدیدی برای نظارت بر سلامت و ارائه راهکارهای ایمنی فراهم می آورد.
این سنسور نوآورانه که با بهره گیری از نگارش مستقیم با لیزر توسعه یافته است، می تواند تغییرات دما را با دقت ۰.۵ درجه سانتی گراد و فشار (استرین) را با فاکتور گیج ۱۴۰۱.۵ تشخیص دهد. چنین دقتی برای نظارت بلادرنگ بر تغییرات محیطی، همچون خطرات احتمالی آتش سوزی، حیاتیست.
این مطالعه که توسط پژوهشگران دانشگاه صنعتی هِبی پکن انجام شده است، به یکی از چالش های مهم سنسورهای پوشیدنی امروزی می پردازد: تفکیک همزمان چندین سیگنال ورودی.
بطور معمول، دستگاه های پوشیدنی که از منابع انرژی مختلف مانند باتری ها و ابرخازن ها استفاده می نمایند، در ردیابی بالاتر از یک متغیر (مانند دما و فشار) با دقت پایین مواجه بوده اند.
با بوجودآوردن ساختارهای گرافن متخلخل، پژوهشگران نه فقط حساسیت حسگرها را بهبود بخشیده اند، بلکه پیچیدگی و هزینه های در رابطه با آرایه های چندحسگری را نیز کاهش داده اند. استفاده از PEDOT: PSS که به سبب رسانایی و سازگاری با مواد مختلف شناخته شده است، خواص ترموالکتریک سنسور را تقویت کرده و ضریب سیبک (Seebeck coefficient) آنرا از ۹.۷۰۳ میکروولت بر درجه سانتی گراد به ۳۷.۳۳ میکروولت بر درجه سانتی گراد افزایش داده است.
کاربردهای این حسگرها بسیار گسترده است و خصوصاً در نظارت بلادرنگ بر روند بهبود زخم ها مورد توجه قرار گرفته است. مطالعات اولیه انجام شده روی موش ها توانایی این حسگرها را در ارایه داده های پیوسته درباره ی دما و فشار در محل زخم نشان داد. این اطلاعات می تواند برای متخصصان بهداشت و درمان که هدفشان ممانعت از عوارضی مانند التهاب یا عفونت است، بسیار باارزش باشد.
یکی دیگر از کاربردهای امیدوارکننده این حسگرها، استفاده از آنها به عنوان هشداردهنده های خودتغذیه شونده حریق است. این حسگرها به افزایش دما بطور حساس واکنش نشان می دهند و می توانند در صورت تشخیص سطوح غیرعادی گرما، هشدار دهند. این خاصیت خصوصاً برای مناطق دورافتاده یا صنعتی که منابع انرژی ممکنست قابل اعتماد نباشند، مفیدست.
روش مورد استفاده پژوهشگران شامل به کارگیری فناوری لیزر CO۲ برای ایجاد ساختارهای متخلخل از مواد حاوی کربن است. این رویکرد نه فقط هزینه ها را به حداقل می رساند، بلکه پروسه تولید را نیز ساده می کند و این حسگرها را جهت استفاده گسترده در دسترس قرار می دهد. ساختار متخلخل این حسگرها قابلیت کشش پذیری بالایی (تا ۴۵٪) دارد و امکان کاربردهای پویا مانند نظارت مداوم بر کارهای انسانی یا علایم فیزیولوژیکی را بدون کاهش راحتی یا عملکرد فراهم می آورد.
لی یانگ، سرپرست این تیم تحقیقاتی، گفت: «حسگر ما فرصت های کاربردی منحصربه فردی از نظارت بر بهبود زخم تا هشدارهای خودتغذیه شونده حریق ارائه می دهد.»
این تیم امیدوار است با بهره گیری از این یافته ها، سنسورهای چندکاره با قابلیت های پیشرفته تر برای نظارت بر سلامت توسعه دهد.
به نقل از ستاد نانو، با قابلیت عملکرد این حسگرها بدون نیاز به منابع انرژی خارجی، یکی از مهم ترین محدودیت های فناوری پوشیدنی پزشکی مرتفع می شود. ادغام بی نقص مواد پیشرفته و روش های ساخت نوین، راه را برای روش های نوآورانه در نظارت بر سلامت شخصی و راهبردهای ایمنی هموار می کند.
بااینکه نتایج اولیه امیدوارکننده هستند، تحقیقات آینده به بررسی پتانسیل کامل این حسگرها در کاربردهای مختلف، همچون منسوجات هوشمند و سیستم های پیچیده تر نظارت بر سلامت ادامه خواهد داد. این مطالعه گام بعدی در پیشرفت سنسورهای پوشیدنی خودتوان و پاسخگو را نشان میدهد.
با پیشرفت فناوری حسگرها، پژوهشگران نه فقط دستگاهها را بهبود می بخشند، بلکه کیفیت زندگی را نیز ارتقا می دهند و ابزارهایی را برای متخصصان بهداشت و درمان و بهبود اقدامات ایمنی در محیط های بالقوه خطرناک فراهم می کنند.
مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب