برای تشخیص داده‌های حیاتی؛

ساخت دست روباتیک پزشکی با لاستیک نیمه‌هادی / پوست الکترونیک هوشمند در خدمت پزشکان

محققان یک پوست الکترونیک هوشمند و یک دست روباتیک پزشکی به کمک نوعی لاستیک که نیمه‌هادی طراحی کرده‌اند که قادر است داده‌های حیاتی را تشخیص دهد.

کد خبر: ۸۷۹۱۹۴

سه‌شنبه - ۰۸ مهر ۱۳۹۹ / September 29, 2020

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، دست روباتیک کاربرد بسیاری در پزشکی دارد و به پزشکان کمک می‌کند هم در تشخیص دقت بیشتری داشته باشند و هم از راه دور بیماران را تحت جراحی قرار دهند، اما موضوع اینجاست که فناوری‌های حال حاضر به اندازه‌ای مناسب و کارآمد نیستند که بتوانند تمام این کار‌ها را انجام دهند.

در همین راستا، محققان دانشگاه هوستون در آمریکا یک پوست الکترونیک هوشمند و یک دست روباتیک پزشکی طراحی کرده‌اند که قادر است با تحلیل داده‌های پزشکی، بیماری را تشخیص دهد. این سیستم از نوع جدیدی لاستیک ساخته شده که خاصیت نیمه‌هادی دارد و قابلیت حمل بار الکتریکی در آن برای ایجاد جریان الکتریسیته بالاست.

به گفته این محققان، مواد نیمه‌هادی لاستیکی می‌توانند در شرایط آب و هوایی مختلف، در مقیاس‌های مختلفی تولید شوند. در واقع مونتاژ و ساخت دستگاه‌های الکترونیک لاستیکی، راهگشای مسیری است که در آینده بتوان به ساخت بافت‌های بیولوژیکی مکانیکی دست یافت و در واقع پوست هوشمند و دست روباتیک پزشکی فقط دو کاربردی هستند که محققان آن را ابداع کرده‌اند و در آینده می‌توان هزاران کاربرد دیگر برای آن‌ها تعریف کرد.

به طور کلی، نیمه‌هادی‌های سنتی شکننده هستند و برای استفاده از آن‌ها در وسایل الکترونیک کششی نیاز به امکانان مکانیکی خاصی است. از سوی دیگر، نیمه‌هادی‌های قابل انعطاف نقص‌هایی دارند که از جمله آن‌ها تحرک کم حاملان بار است. حامل بار در علم فیزیک، به ذره آزاد غیرمقیدی گفته می‌شود که بار الکتریکی حمل می‌کند. عامل حرکت حاملان بار، نیرویی است که از سوی میدان الکتریکی به ذرات حامل بار وارد می‌آید و این فرآیند باعث ایجاد جریان الکتریکی می‌شود. الکترون‌ها و یون‌ها نمونه‌هایی از حاملان بارند. در نتیجه نیمه‌هادی‌های منعطف قابلیت زیادی در ایجاد جریان الکتریسیته ندارند و به غیر از این، ساخت آن‌ها پروسه بسیار پیچیده‌ای است.

از این رو، محققان دانشگاه هوستون سعی کردند که با اضافه کردن مقادیر اندکی نانولوله‌های کربنی فلزی به نیمه‌هادی لاستیکی به نام P۳HT که ترکیب پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان است، تحرک حامل‌های بار را کنترل کند؛ به طوری که عملکردی شبیه به ترانزیستور‌های نیمه‌هادی داشته باشند.

آن‌ها ادعا می‌کنند که روش ساخت نانوفیلم‌های نیمه‌رسانای قابل کشش با عملکرد بالا در مقیاس‌های مختلف تحولی در صنعت ساخت ترانزیستور‌ها ایجاد خواهد کرد و به زودی شاهد ساخت ترانزیستور‌های کاملا لاستیکی خواهیم بود.

محققان می‌گویند: تولید این نیمه‌هادی لاستیکی ساده است. یک ماده نیمه‌هادی موجود در بازار را در محلولی حل می‌کنیم و آن را درون آب می‌اندازیم تا در آنجا توسعه پیدا کند. حلال شیمیایی از محلول تبخیر می‌شود و در نتیجه نیمه‌هادی‌ای بر جا می‌ماند که خواص آن کاملا بهینه شده است.

محققان گزارش می‌دهند که عملکرد الکتریکی این نیمه‌هادی‌های لاستیکی حتی زمانی که ۵۰ درصد کشیده می‌شوند، همچنان حفظ می‌شود و این پیشرفت چشمگیری به شمار می‌رود. این در حالی است که پوست انسان فقط در حدود ۳۰ درصد قابلیت کشش دارد.