میکروکپسول به کمک حسگر‌های پوشیدنی می‌آید

محققان نشان دادند که با استفاده از میکروکپسول حاوی گرافن و مواد زیستی می‌توان حسگر‌های فشار ساخت که تخریب‌پذیر باشند.

کد خبر: ۱۰۸۴۵۳۳

سه‌شنبه - ۱۳ تير ۱۴۰۲ / July 04, 2023

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان نشان دادند که با استفاده از میکروکپسول حاوی گرافن و مواد زیستی می‌توان حسگر‌های فشار ساخت که تخریب‌پذیر باشند.

در حال حاضر بخش اعظم تحقیقات در مورد حسگر‌های مبتنی بر نانوکامپوزیت مربوط به مواد غیر پایدار و تجدیدناپذیر است. این بدان معنی است که این دستگاه‌ها در هنگامی که دیگر استفاده نمی‌شوند به زباله‌های پلاستیکی تبدیل می‌شوند. به تازگی مقاله‌ای با عنوان Smart Skins Based on Assembled Piezoresistive Networks of Sustainable Graphene Microcapsules for High Precision Health Diagnostics در نشریه Advanced Functional Materials به چاپ رسیده است که برای اولین بار نشان می‌دهد که می‌توان مفاهیم کپسول‌های غذایی را با مواد تخریب‌پذیر ترکیب کرد و با این کار دستگاه‌هایی را ایجاد کرد که نه تنها سازگار با محیط زیست باشند بلکه از نظر عملکرد از تجهیزاتی که با مواد تجدیدناپذیر ساخته می‌شوند، بهتر باشند.

دانشمندان از جلبک دریایی و نمک، دو ماده بسیار متداول در صنعت رستوران، استفاده کردند تا کپسول‌های گرافنی بسازند که در آن یک لایه ژل گرافنی و جلبک دریایی در اطراف یک هسته جوهر گرافنی مایع قرار داده شده‌اند. این روش شبیه به نحوه تهیه دسر‌ها در رستوران‌های معروف است که در آن یک لایه مربای تمشک در میان جلبک دریایی قرار داده شده است.

بر خلاف کپسول‌های غذایی، کپسول‌های گرافنی نسبت به فشار بسیار حساس هستند. بنابراین، هنگامی که فشرده می‌شوند، خصوصیات الکتریکی آن‌ها به طرز چشمگیری تغییر می‌کند. این بدان معنی است که آن‌ها می‌توانند به عنوان حسگر‌های کرنش بسیار کارآمد مورد استفاده قرار گیرند و می‌توانند در ساخت دستگاه‌های پوشیدنی هوشمند برای اندازه‌گیری علائم بیومکانیکی در زمان واقعی، به کار گرفته شوند.

دیمیتریوس پاپاجیئورگیو مدرس علوم مواد در دانشگاه کویئن ماری لندن، گفت: «با ترکیب هنر آشپزی و فناوری نانو، ما از خواص جالب توجه میکروکپسول‌های گرافنی/جلبک استفاده کردیم تا به صنعت الکترونیک پوشیدنی کمک کنیم. اکتشافات ما چارچوب قدرتمندی را برای دانشمندان ارائه می‌دهد تا از فناوری‌های پوشیدنی نانوکامپوزیتی برای تشخیص مسائل بهداشتی با دقت بالا استفاده کنند، در حالی که تعهد ما به مواد قابل بازیافت و تخریب‌پذیر کاملاً با نوآوری آگاهانه مطابقت دارد.»

این تحقیق اکنون می‌تواند به عنوان یک طرح توسط سایر آزمایشگاه‌ها برای درک و دستکاری خصوصیات حسگر کرنش مورد استفاده قرار گیرد و مفهوم فن‌آوری‌های پوشیدنی مبتنی بر نانو را به سطوح جدیدی ببرد.

وی گفت: «تأثیرات زیست محیطی زباله‌های پلاستیکی تأثیر عمیقی بر معیشت ما دارد. این واقعیت که این کپسول‌ها با استفاده از مواد قابل بازیافت و تخریب‌پذیر ساخته شده‌اند، می‌تواند بر نحوه فکر کردن در مورد دستگاه‌های حسگر پوشیدنی تأثیر بگذارد.»