نظارت بر سلامت انسان و سازه‌ها با نانوحسگر‌های بی‌نیاز از برق

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، پژوهشگران کره‌ای نانوحسگری ساختند که با تغییررچ رنگ می‌تواند اطلاعات مورد نظر را به کاربر ارائه دهد. این حسگر بی‌نیاز از مصرف انرژی، برای استفاده در ادوات پزشکی و نظارت بر سلامت بیماران مناسب است. چنین حسگر‌هایی زیرساخت حوزه پزشکی را تقویت می‌کنند.

محققان دانشگاه ملی چوانگنام در شهر دایجون کره جنوبی، حسگری مبتنی بر کرنش مکانیکی ایجاد کرده‌اند که تنش مکانیکی را از طریق تغییر رنگ به کاربر نشان می‌دهد. یکی از مزیت‌های این حسگر نانویی این است که بدون نیاز به منبع انرژی خارجی کار می‌کند.

نتایج این کار تحقیقاتی در قالب مقاله‌ای در Chemical Engineering Journal به چاپ رسیده است.

در این مقاله، محققان نشان دادند که چگونه می‌توان از نانوذرات مغناطیسی و مواد الاستیک برای تشخیص کشش، خم شدن یا فشار استفاده کرد. تغییر رنگ این حسگر، حتی پس از استفاده مکرر قابل برگشت بوده و کاملا پایدار است.

ابزار‌های سنتی پایش سلامت، مانند گوشی‌های پزشکی و ردیاب‌های تناسب اندام، به دلیل نیاز به برق، آموزش و سازگاری معمولا با محدودیت‌های متعددی روبرو هستند. این در حالی است که این حسگر جدید توسعه یافته توسط محققان کره‌ای، به طور مستقیم به نیروی مکانیکی واکنش نشان می‌دهد.

به گفته پروفسور جیبوم لی، رهبر این تیم تحقیقاتی، کنترل آرایش نانوذرات مگنتوپلاسمونیک (MagPlas) در یک پلیمر انعطاف‌پذیر، رنگ‌های ثابتی تولید می‌کند که تحت تنش تغییر می‌کنند. با تنظیم دقیق اندازه نانوذرات، محققان به تغییر رنگ قابل مشاهده دست می‌یابند.

این حسگر می‌تواند برای نظارت دقیق‌تر سلامت بیماران، ردیابی حرکات ظریف اندام‌ها مانند ضربان قلب یا انقباضات چشم و همچنین حرکات در مقیاس بزرگ‌تر مانند خم شدن زانو استفاده شود. این حسگر می‌تواند فراتر از حوزه مراقبت‌های بهداشتی استفاده شود؛ برای مثال می‌توان از آن در شناسایی آسیب در ساختمان‌ها و پل‌ها قبل از وقوع خرابی استفاده کرد.

پروفسور لی خاطرنشان کرد که تغییرات رنگ را می‌توان به طور مداوم برای شناسایی استرس بر سازه‌ها کنترل کرد و با این کار از پیامد‌های فاجعه‌آمیز جلوگیری کرد.

به نقل از ستاد نانو، این حسگر می‌تواند داده‌های مهم مربوط به سازه‌ها را ذخیره‌سازی کند و از این راه اطلاعات مهمی را در اختیار مهندسان قرار دهد. از سوی دیگر، از آنجایی که این حسگر نیاز به منبع انرژی ندارد، می‌توان از آن در اماکن دوردست و شرایطی با محدودیت امکانات نظیر اعماق دریا یا ماموریت‌های فضایی استفاده کرد.

با توسعه بیشتر این نوع حسگر‌ها می‌توان از آنها در فناوری‌های پایدار و سامانه‌های نظارت بر محیط استفاده کرد.