مقدار گیری پی اچ خون با کوچکترین نانو خازن دنیا - یزد بلاگ

به گزارش گروه دانشگاه خبرنگاران، کوچک سازی فناوری حسگر های میکروالکترونیکی، روبات های میکروالکترونیکی یا ایمپلنت های داخل عروقی به سرعت در حال پیشرفت است. با این حال، این امر چالش های عظیمی را برای تحقیقات ایجاد می نماید.

یکی از عظیمترین آن ها توسعه دستگاه های ذخیره انرژی بسیار کوچک، اما کارآمد است که عملکرد میکروسیستم های اتوماتیک را فعال می نماید. اگر قرار است این دستگاه ها در بدن استفاده شوند، باید سازگار با محیط زیست باشند. اکنون یک نمونه اولیه وجود دارد که این ویژگی های ضروری را به صورت هم زمان با هم دارد.

این پیشرفت به وسیله یک تیم تحقیقاتی بین المللی به سرپرستی الیور اشمیت، استاد سیستم های مواد برای نانوالکترونیک در دانشگاه صنعتی کمنیتز، اجرا شده است. در این مطالعه، موسسه لایبنیتس برای تحقیقات جامد و مواد (IFW) درسدن و موسسه تحقیقات پلیمری لایبنیتس درسدن (IPF) هم به اسم شریک همکاری و شرکت داشتند.

در مقاله ای که این گروه در Nature Communications به چاپ رساندند، جزئیات مربوط به کوچکترین خازن دنیا را منتشر کردند، که در رگ های خونی (مصنوعی) استفاده شده و می تواند به اسم منبع انرژی در یک سیستم حسگر کوچک برای میزان گیری pH مورد استفاده قرار گیرد.

این سیستم ذخیره سازی، امکاناتی را برای ایمپلنت های داخل عروقی و سیستم های میکرو روباتیک برای زیست پزشکی نسل بعدی ایجاد می نماید که می توانند در فضا های کوچک و سخت در عمق بدن انسان کار نمایند. به اسم مثال، تشخیص زمان واقعی pH خون می تواند به پیش بینی رشد اولیه تومور یاری کند.

الیور اشمیت می گوید: تماشا این سامانه میکروالکترونیک نو، بسیار انعطاف پذیر و سازگار، مایه دلگرمی است.

ساخت نمونه های اولیه و آنالیز خازن زیستی تا حد زیادی در مرکز تحقیقات MAIN در دانشگاه فناوری کمنیتز اجرا شده است.

وینیت کومار، محقق تیم پروفسور اشمیت می گوید: معماری نانوزیست ابرخازن های ما، اولین راهکار بالقوه برای یکی از عظیمترین چالش ها را ارائه می دهد.

با این وجود، دستگاه های ذخیره انرژی کوچکتر موسوم به خازن های نانو (nBSC) یک چالش عظیم فنی هستند. بنابراین، به اسم یک قاعده کلی، در ابرخازن ها از مواد زیست سازگار استفاده نمی گردد بلکه از الکترولیت های خورنده استفاده می گردد و درصورت بروز نقص و آلودگی سریع تخلیه می شوند.

هر دو جنبه، آن ها را برای کاربرد های پزشکی در بدن نامناسب می نماید. اما خازن های زیستی (BSCs) راهکاری برای این مشکل ارائه می دهند. آن ها کاملاً زیست سازگار هستند، به این معنی که می توان آن ها را در مایعات بدن مانند خون استفاده کرد.

در حال حاضر، کوچکترین دستگاه های ذخیره انرژی عظیمتر از 3 میلی متر مکعب هستند. تیم الیور اشمیت در حال حاضر پیروز به فراوری ساختاری 3000 برابر کوچکتر از nBSC لوله ای شده است که با حجم 0.001 میلی متر مکعب (1 نانولیتر) تا 1.6 ولت ولتاژ برای حسگر های میکروالکترونیکی ارائه می دهد. این انرژی می تواند برای یک سیستم حسگر در خون استفاده گردد. سطح قدرت هم تقریباً معادل ولتاژ یک باتری استاندارد AAA است.

مجله زیتوا: مجله زیتوا | مجله خبری ایران و جهان پیرامون

بانیما: قدرت گرفته از سیستم مدیریت محتوای بانیما