نانوحسگرهای دقیق و خودتوان کار پزشکان را ساده تر می کند
به گزارش تجهیزات جانبی، محققان سنسورهای نانویی جدیدی ساختند که به شکل خودتوان (Self-Power) بوده و از حساسیت بالایی برخوردار می باشند.
به گزارش تجهیزات جانبی 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 به صورت همزمان و دقیق انجام دهند و برای کاربردهای مختلف مناسب هستند. این موفقیت، امکان های جدیدی برای نظارت بر سلامت و عرضه راهکارهای ایمنی فراهم می آورد.
این سنسور نوآورانه که با استفاده 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 آتشسوزی، حیاتی می باشد.
این مطالعه که توسط محققان دانشگاه صنعتی هِبی پکن انجام شده است، به یکی از چالش های مهم سنسورهای پوشیدنی امروزی می پردازد: تفکیک همزمان چندین سیگنال ورودی.
به صورت معمول، دستگاههای پوشیدنی که از منابع انرژی مختلف مانند باتری ها و ابرخازن ها استفاده می نمایند، در ردیابی بیشتر از یک متغیر (مانند دما و فشار) با دقت پایین مواجه بوده اند.
با تشکیل ساختارهای گرافن متخلخل، محققان نه تنها حساسیت حسگرها را بهبود بخشیده اند، بلکه پیچیدگی و هزینه های در رابطه با آرایه های چندحسگری را هم کاهش داده اند. استفاده از PEDOT: PSS که به علت 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 بخصوص 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 عرضه کرده های پیوسته در رابطه با دما و فشار در محل زخم نشان داد. این اطلاعات می تواند برای متخصصان بهداشت و درمان که هدفشان پیشگیری از عوارضی مانند التهاب یا عفونت است، بسیار پرارزش باشد.
یکی دیگر از کاربردهای امیدوارکننده این حسگرها، استفاده از آنها بعنوان هشداردهنده های خودتغذیه شونده آتشسوزی است. این حسگرها به افزایش دما به صورت حساس واکنش نشان می دهند و می توانند در صورت تشخیص سطوح غیرعادی گرما، اخطار دهند. این خصوصیت بخصوص برای مناطق دورافتاده یا صنعتی که منابع انرژی امکان دارد قابل اعتماد نباشند، مفید می باشد.
روش مورد استفاده محققان شامل به کارگیری فناوری لیزر CO۲ برای ایجاد ساختارهای متخلخل از مواد حاوی کربن است. این رویکرد نه تنها هزینه ها را به حداقل می رساند، بلکه فرایند تولید را هم 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 فعالیتهای انسانی یا علایم فیزیولوژیکی را بدون کاهش راحتی یا عملکرد فراهم می آورد.
لی یانگ، سرپرست این تیم تحقیقاتی، عنوان کرد: «حسگر ما فرصت های کاربردی منحصربه فردی از نظارت بر بهبود زخم تا هشدارهای خودتغذیه شونده آتشسوزی عرضه می دهد.»
این تیم امیدوار است با استفاده 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 احتیاج به منابع انرژی خارجی، یکی از مهم ترین محدودیت های فناوری پوشیدنی پزشکی رفع 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.
باآنکه نتایج اولیه امیدوارکننده هستند، تحقیقات آتی 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 داده است.
با پیشرفت فناوری حسگرها، محققان نه تنها دستگاه ها را بهبود می بخشند، بلکه کیفیت زندگی را هم ارتقا می دهند و ابزارهایی را برای متخصصان بهداشت و درمان و بهبود اقدامات ایمنی در محیط های بالقوه خطرناک فراهم می کنند.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب