ساخت تراشه نانویی که شبیه بینی انسان عمل می‌کند

با ایجاد چندین حسگر روی یک تراشه نانویی، محققان ابزاری ساختند که می‌تواند با حساسیت بالا انواع بو‌ها را تشخیص دهد.

کد خبر: ۱۱۳۸۸۳۴

سه‌شنبه - ۱۴ فروردين ۱۴۰۳ / April 02, 2024

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، یک گروه تحقیقاتی از دانشکده مهندسی دانشگاه علوم و فناوری هنگ کنگ (HKUST) موفق شدند بر یکی از چالش‌های دیرینه درساخت حسگر‌های بویایی مصنوعی غلبه کنند. آن‌ها برای این کار آرایه‌ای از حسگر‌های مختلف گازی را ساختند که کارایی بسیار بالایی دارد.

تراشه‌ی بویایی بیومیمیکی (BOC) تازه توسعه یافته آن‌ها با ترکیب آرایه‌های حسگری حاوی نانولوله بر روی بستری از جنس مواد متخلخل ایجاد شده است که می‌توان هزار حسگر گازی را روی یک تراشه ایجاد نمود. این حسگر عملکردی شبیه به بینی انسان یا حیوانات دارد.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان “Biomimetic olfactory chips based on large-scale monolithically integrated nanotube sensor arrays” در نشریه Nature Electronics منتشر شده است.

محققان در سراسر جهان به دنبال تقلید از سیستم بویایی بیولوژیکی برای تشخیص مؤثر مخلوط بو‌ها بوده و در این مسیر انواع بینی‌های مصنوعی را ساخته‌اند. یکی از چالش‌های اصلی آنها، دشواری کوچک سازی سیستم و افزایش قابلیت‌های تشخیص در تعیین گونه‌های دقیق گاز و غلظت آن‌ها در مخلوط‌های بو است.

برای حل این مشکل محققان تراشه‌ای ساختند که حاوی انواع مختلف حسگر‌ها روی یک ساختار نانومتری است. با استفاده از هوش مصنوعی، این تراشه می‌تواند حساسیت بالایی نسبت به انواع گاز‌ها داشته باشد به طوری که با کارایی بالا می‌تواند مخلوط گاز‌ها را از هم تمییز دهد. آن‌ها این تراشه را برای تشخیص ۲۴ بوی مختلف طراحی کرده‌اند. این گروه، تراشه خود را روی یک سگ روبات قرار دادند و در نهایت سیستمی ارائه کردند که می‌تواند در فضای تاریک هدف مورد نظر را پیدا کند.

این تراشه‌های بویایی مصنوعی نه تنها کاربرد‌های گسترده در سیستم‌های مصنوعی و حسگری الکترونیکی در فرآیند مواد غذایی، محیط زیست، پزشکی و صنعتی و ... دارد، بلکه می‌تواند در روبات‌ها و دستگاه‌های هوشمند قابل حمل استفاده شود و در ماموریت‌های گشت امنیتی و عملیات نجات استفاده شود.

در حال حاضر دیجیتالی شدن در حوزه‌های مختلف به سرعت در حال انجام است، اما در بخش بو به دلیل فقدان حسگر‌های کارآمد هنوز فضا‌های دست نخورده زیادی وجود دارد. این دستاورد محققان می‌تواند به تسریع حرکت در این مسیر کمک کند.