یک گروه پژوهشی به سرپرستی پروفسور «سئونگ کیون کانگ» (Seung-Kyun Kang) از گروه علوم و مهندسی مواد دانشکده مهندسی «دانشگاه ملی سئول» (SNU) با همکاری پژوهشگران «دانشگاه دانکوک» (Dankook University)، «دانشگاه آجو» (Ajou University) و «دانشگاه پردو» (Purdue University)، یک حسگر فشار را با حساسیت رکوردشکن ساخته‌اند.

میراژ نیوز گزارش داد، این پژوهش پیشگامانه یک حسگر فوق حساس، انعطاف‌پذیر و قابل کشش را معرفی کرده‌اند که امکان تشخیص سکته مغزی را در لحظه از طریق نظارت مداوم بر جریان خون امکان‌پذیر می‌سازد و فرصت‌های جدیدی را در زمینه مهندسی پزشکی دقیق فراهم می‌کند.

حسگر‌های کششی انعطاف‌پذیر، سیگنال‌های بیومکانیکی یا تغییر شکل اجسام را براساس تغییرات رخ‌داده در مقاومت الکتریکی مواد رسانا تشخیص می‌دهند. حسگر‌های پیشین به دلیل حساسیت کم و کاهش قابل توجه عملکرد در زمان بررسی کشش بسیار کم با محدودیت‌هایی روبه‌رو شده‌اند.

این محدودیت‌ها، چالش‌های مهمی را در تشخیص زودهنگام بیماری‌های مرتبط با سیگنال‌های فیزیولوژیکی مکانیکی و همچنین در ارزیابی‌های قابلیت اطمینان ساختاری و بررسی‌های ایمنی پیشگیرانه ایجاد می‌کنند. به عنوان مثال، بیماری‌های عروق مغزی مانند خون‌ریزی مغزی یا ایسکمی پیش از این که به یک عامل تهدیدکننده زندگی تبدیل شوند، با کشش‌های بسیار کم همراه هستند.

به طور مشابه، مواد ساختاری معمولا سطوح کشش بسیار کمی را پیش از شکستن تجربه می‌کنند که می‌تواند به تلفات قابل توجهی منجر شود. گروه پروفسور کانگ برای مقابله با این چالش‌ها، حسگر جدید خود را معرفی کردند که حساسیت آنها در مقایسه با حسگر‌های پیشین تا ۱۰۰ برابر بیشتر است. حسگر آنها می‌تواند کشش‌های بسیار کمی را تشخیص دهد که معادل تغییر طول در مقیاس یک اتم روی سطح موی انسان هستند.

حسگر جدید با تقویت تغییرات مقاومت الکتریکی در ترک‌های نانومقیاس سطح، به حساسیت پیشرو خود دست یافت. در نتیجه، توانایی خود را در نظارت بر تغییر شکل بسیار کوچک همراه با فرآیند‌های رشد میکروبی نشان داد که از جمله آنها می‌توان به تشخیص در لحظه رشد ساختار‌های کپک روی نان اشاره کرد.

این گروه پژوهشی در مقاله خود نوشتند: این پژوهش صرفا درباره بهبود عملکرد حسگر نیست، بلکه درباره ارائه یک روش پیشگامانه است که بر محدودیت‌های اساسی فناوری‌های پیشین غلبه می‌کند. ما برنامه‌های گسترده‌ای را برای استفاده از حسگر نه تنها در حوزه مهندسی زیستی و دستگاه‌های پزشکی، بلکه در حوزه‌هایی مانند رباتیک، واکنش به بلایای طبیعی و نظارت بر محیط زیست پیش‌بینی می‌کنیم.

این پژوهش در مجله «Science Advances» به چاپ رسید.

منبع: ایسنا