حسگری ۵۰۰ هزار برابر نازک‌تر از یک تار موی انسان ساخته شد

به گزارش خبرنگار خبرگزاری علم و فناوری آنا، محققان نوعی حسگر بسیار کوچک ساخته‌اند که ۵۰۰ هزار برابر نازک‌تر از یک تار موی انسان است. این قطعه الکترونیکی حساس، نیرو را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند و قابلیت استفاده‌های نوآورانه در حسگر‌های زیستی و نظارت بر سلامت را دارد.

گروهی از پژوهشگران چند دانشگاه استرالیایی در مطالعه نوآورانه‌ای، نسخه جدیدی از یک حسگر الکترونیکی پرکاربرد ساخته‌اند که به اندازه یک مولکول و بسیار کارآمدتر از نمونه‌های قبلی است؛ پیشرفتی که می‌تواند مزایای گسترده‌ای را به همراه داشته باشد. حسگر‌های پیزو مقاومتی (پیزو رزیستیو) معمولاً برای تشخیص ارتعاشات در وسایل الکترونیکی و خودروها، مانند تلفن‌های هوشمند برای شمارش گام‌ها و برای باز شدن کیسه هوا در خودرو‌ها استفاده می‌شوند.

از این تجهیزات در دستگاه‌های پزشکی مانند حسگر‌های فشار قابل کاشت و همچنین در سیستم حمل‌ونقل هوایی و فضایی استفاده می‌شوند.

پیشرفت در فناوری پیزو رزیستور

دانشمندان استرالیایی به سرپرستی «ندیم درویش» از دانشگاه کرتین، پروفسور «جفری ریمرز» از دانشگاه فناوری سیدنی، «دانیل کوزف» از دانشگاه جیمز کوک و «توماس فالون» از دانشگاه نیوکاسل، این پیزو رزیستور جدید را ساخته‌اند که حدود ۵۰۰ هزار برابر کوچک‌تر از عرض یک تار موی انسان است.

درویش می‌گوید آن‌ها یک نوع حساس‌تر و کوچک‌تر از این قطعه الکترونیکی بسیار مهم را ساخته‌اند که نیرو یا فشار را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند و در بسیاری از کاربرد‌های روزمره استفاده می‌شود.

کاربرد‌ها و ویژگی‌های بالقوه

درویش توضیح می‌دهد: به دلیل اندازه و ماهیت شیمیایی آن، این نوع جدید پیزو رزیستور، قلمروی کاملاً جدیدی از فرصت‌ها را برای ساخت حسگر‌های شیمیایی و زیستی، رابط‌های انسان و ماشین، و دستگاه‌های نظارت بر سلامت باز خواهد کرد.

به گفته وی ازآنجایی‌که این حسگر‌های جدید مبتنی‌بر مولکولی هستند، می‌توانند برای شناسایی سایر مواد شیمیایی یا مولکول‌های زیستی مانند پروتئین‌ها و آنزیم‌ها استفاده شوند که می‌توانند بازی را در عرصه تشخیص بیماری‌ها، تغییر دهند.

فالون می‌گوید پیزو رزیستور جدید از یک مولکول بولوالن ساخته شده است که وقتی به‌صورت مکانیکی تحت فشار قرار می‌گیرد، واکنش نشان می‌دهد تا مولکول جدیدی با شکل‌های متفاوت تشکیل شود و با تغییر مقاومت، جریان الکتریسیته را تغییر می‌دهد.

وی افزود: اشکال شیمیایی مختلف به‌عنوان ایزومر شناخته می‌شوند و این نخستین باری است که از واکنش‌های بین آن‌ها برای تولید پیزو رزیستور‌ها استفاده می‌شود.

این گروه از دانش‌پژوهان توانسته‌اند مجموعه پیچیده‌ای از واکنش‌های رخ‌داده را مدل‌سازی کنند و دریابند چگونه مولکول‌های منفرد می‌توانند در زمان واقعی واکنش نشان داده و تبدیل شوند.

مفاهیم برای الکترونیک مولکولی

ریمرز یکی دیگر از مجریان این مطالعه گفت: توانایی تشخیص الکتریکی تغییر در شکل یک مولکول واکنش‌دهنده به جلو و عقب، تقریباً یک‌بار در هر ۱ میلی‌ثانیه است. به گفته وی تشخیص اشکال مولکولی از روی رسانایی الکتریکی آن‌ها یک مفهوم کاملاً جدید از سنجش شیمیایی است.

کوزف نیز گفت درک رابطه بین شکل مولکولی و رسانایی آن، ویژگی‌های اساسی اتصالات بین مولکول‌ها را امکان‌پذیر و رسانا‌های فلزی متصل را تعیین می‌کند. این قابلیت جدید برای توسعه آینده همه دستگاه‌های الکترونیک مولکولی حیاتی است.