نظارت بر سلامت انسان با نانوحسگرهای بی‌نیاز از برق

به گزارش خبرنگار مهر، پژوهشگران کره‌ای نانوحسگری ساختند که با تغییررنگ می‌تواند اطلاعات مورد نظر 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 حسگرنانویی این است که بدون نیاز به منبع انرژی خارجی کار می‌کند.

نتایج این کار تحقیقاتی در قالب مقاله‌ای در نشریه 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، آمورش 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، تولید رنگ‌های ثابتی می‌کند که تحت تنش این رنگ‌ها 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 درشناسایی آسیب در ساختمان‌ها و پل‌ها قبل از وقوع خرابی کمک کند.

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

این حسگر می‌تواند داده‌های مهم مربوط به سازه‌ها را ذخیره‌سازی کرده 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 نمود.

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