نانوحسگر پوشیدنی که گرما و کرنش را همزمان رصد می‌کند

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان با استفاده از نانوسیم طلا موفق به ساخت حسگری شدند که قادر است به طور همزمان دما و کرنش را اندازه‌گیری کند.
یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور سی کوانگ هان و دکتر ته یئون کیم از دپارتمان علوم و مهندسی مواد در دانشگاه علم و فناوری پوهانگ (POSTECH) از نانوسیم‌های طلا برای ساخت یک دستگاه حسگر پوشیدنی یکپارچه استفاده کردند که به طور موثر دو سیگنال زیستی را اندازه گیری و پردازش می‌کند. یافته‌های این گروه تحقیقاتی در Advanced Materials ارائه شده است.

دستگاه‌های پوشیدنی که در اشکال مختلف موجود هستند، نقشی اساسی در تشخیص سیگنال‌های فیزیکی، شیمیایی و الکتروفیزیولوژیکی برای تشخیص و مدیریت بیماری دارند. یافته‌های اخیر بر روی ابداع ابزار‌های پوشیدنی با قابلیت اندازه‌گیری سیگنال‌های زیستی متعدد به طور همزمان تمرکز دارد.

با این حال، یک چالش عمده مواد متفاوت مورد نیاز برای اندازه گیری هر سیگنال بوده است که منجر به آسیب رابط، ساختار پیچیده و کاهش پایداری دستگاه می‌شود. علاوه بر این، تحلیل این سیگنال‌های متنوع نیاز به سیستم‌ها و الگوریتم‌های پردازش سیگنال بیشتری دارند.

این تیم با استفاده از اشکال مختلف نانوسیم‌های طلا (Au) با این چالش مقابله کردند. نانوسیم‌های نقره (Ag) به دلیل نازکی، سبکی و رسانایی، معمولاً در دستگاه‌های پوشیدنی استفاده می‌شوند. این تیم نانوسیم نقره را با طلا ترکیب کرد. در ابتدا، آن‌ها نانوسیم‌های طلای حجیم را با پوشش بیرونی نانوسیم‌های نقره تولید کردند.

در ادامه، آن‌ها نانوسیم نقره دارای پوششی از جنس طلا را برداشته و نانوسیم نقره را اچ کردند. با این کار نانوسیم‌های طلای توخالی به دست آمد. نانوسیم طلای به تغییرات دما با حساسیت بالا پاسخ دادند، در حالی که نانوسیم‌های طلای توخالی حساسیت بالایی به تغییرات جزئی در کرنش نشان دادند.

سپس این نانوسیم‌ها بر روی بستری ساخته شده از پلیمر استایرن-اتیلن-بوتیلن-استایرن (SEBS) قرار داده شدند. آن‌ها با استفاده از دو نوع نانوسیم طلا که هر کدام دارای خواص متمایزی هستند، حسگر یکپارچه‌ای را طراحی کردند که قادر به اندازه گیری دما و کرنش است.

علاوه بر این، آن‌ها یک مدار منطقی برای تجزیه و تحلیل سیگنال مهندسی کردند. این رویکرد منجر به ساخت یک دستگاه پوشیدنی هوشمند شد که نه تنها سیگنال‌ها را به طور همزمان ضبط کرده، بلکه تجزیه و تحلیل نیز می‌کند و همه این کار‌ها با استفاده از یک ماده واحد از جنس طلا صورت می‌گیرد.