εταιρικά νέα για Ο ερευνητής αναπτύσσει το χρυσό Ultra-Thin χημικό αισθητήρα-από το πανεπιστήμιο του Τόκιο

Οι ερευνητές ανέπτυξαν έναν μοναδικό, ultra-thin αισθητήρα που μπορεί να εφαρμοστεί στο δέρμα χωρίς πρόκληση της ταλαιπωρίας ή της ενόχλησης. Αποτελείται από το χρυσό. Για να διευθύνει τη χημική ανάλυση -σωμάτων, ο αισθητήρας μπορεί να ελέγξει διάφορες biomarkers ή χημικές ουσίες.

SERS στη δράση. SERS, ή ενισχυμένη η επιφάνεια φασματοσκοπία κατά Ραμάν, είναι μια μέθοδος την παρουσία μιας χημικής ουσίας έμμεσα με τη χρησιμοποίηση της ακτίνας λέιζερ και ενός εξειδικευμένου αισθητήρα. Το χρυσό πλέγμα παρέχει μια ιδανική επιφάνεια για τη λήψη των μετρήσεων δεδομένου ότι δεν παρεμποδίζει την ουσία που μετριέται

Μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως φασματοσκοπία κατά Ραμάν, η ακτίνα λέιζερ που κατευθύνεται στον αισθητήρα τροποποιείται κάπως βασισμένος στα μόρια που είναι σε εκείνο το ακριβές σημείο στο δέρμα. Ο αισθητήρας είναι αρκετά ισχυρός για την πρακτική χρήση και μπορεί να καθοριστεί με ακρίβεια για να είναι υπερβολικά ευαίσθητος.

Η φορετή τεχνολογία δεν είναι κάτι άγνωστο ή ανήκουστο. Είναι πιθανό να επισημανθεί κάποιος με ένα smartwatch. Αρκετοί από αυτούς μπορούν να ακολουθήσουν ορισμένους δείκτες υγείας, όπως το ποσοστό καρδιών, αλλά αυτή τη στιγμή είναι ανίκανοι να συλλάβουν τις χημικές υπογραφές που μπορούν να βοηθήσουν να εντοπίσουν τις ασθένειες.

Επιπλέον, smartwatches ή ο πιό προηγμένος ιατρικός έλεγχος μπορεί να είναι πάρα πολύ ογκώδης ή συχνά ακριβός. Λόγω αυτών των ανεπαρκειών, μια ομάδα επιστημόνων από το πανεπιστήμιο του τμήματος του Τόκιο χημείας έψαξε μια καινοτόμο, μη καταπατητική μέθοδο τις διαφορετικές περιβαλλοντικές και φυσιολογικές καταστάσεις.

Πριν από λίγα χρόνια, συνάντησα τυχαία μια συναρπαστική μέθοδο για τα γερά stretchable ηλεκτρονικά συστατικά από μια άλλη ερευνητική ομάδα στο πανεπιστήμιο του Τόκιο. Αυτές οι συσκευές περιστρέφονται τα πολύ λεπτά νήματα που ντύνονται από με το χρυσό, έτσι μπορούν να συνδεθούν με το δέρμα χωρίς ζήτημα δεδομένου ότι ο χρυσός δεν αντιδρά με ή δεν ενοχλεί το δέρμα με κάθε τρόπο.

Limei Liu, ομιλητής, πανεπιστήμιο Yangzhou

Το μέρος κλειδί του αισθητήρα είναι ένα λεπτό χρυσό πλέγμα δεδομένου ότι ο χρυσός έχει τη χαμηλή ικανότητα αμέσου αντιδράσεως, έτσι σημαίνει ότι όταν μπαίνει σε την επαφή με κάτι η ομάδα θέλει να αξιολογήσει, όπως μια πιθανή ασθένεια biomarker που βρίσκεται στον ιδρώτα, δεν αλλάζει χημικά εκείνο το αντικείμενο. Liu που προστέθηκε, «ως αισθητήρες, περιορίστηκαν στην ανίχνευση της κίνησης εντούτοις, και ψάχναμε κάτι που θα μπορούσε να αισθανθεί τις χημικά υπογραφές, τα biomarkers, και τα φάρμακα. Έτσι, χτίσαμε επάνω σε αυτήν την ιδέα και δημιουργήσαμε έναν μη καταπατητικό αισθητήρα που υπερέβη τις προσδοκίες μας και μας ενέπνευσε για να ερευνήσει τους τρόπους να βελτιώσει η λειτουργία του ακόμα περαιτέρω.»

Αλλά αντ' αυτού, λόγω της λεπτομέρειας του χρυσού πλέγματος, μπορεί να παρέχει μια εκπληκτικά μεγάλη επιφάνεια για αυτήν biomarker για να δεσμεύσει, και αυτό είναι όπου τα άλλα συστατικά του αισθητήρα μπαίνουν.

Μέρος της ακτίνας λέιζερ απορροφάται και μερικοί απεικονίζονται όπως ένα χαμηλής ισχύος λέιζερ κατευθύνεται στο χρυσό πλέγμα. Το μεγαλύτερο μέρος του φωτός που απεικονίζεται έχει την ίδια ενέργεια με το φως που μπαίνει.

Αλλά, μερικά από το εισερχόμενο φως χάνουν κάποια ενέργεια στο biomarker ή μια άλλη μετρήσιμη ουσία, και η απόκλιση στην ενέργεια μεταξύ του απεικονισμένου και συναφούς φωτός είναι μοναδική στην ουσία εν λόγω.

Αυτό το ευδιάκριτο ενεργειακό δακτυλικό αποτύπωμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί από έναν αισθητήρα γνωστό ως φασματόμετρο για να αναγνωρίσει την ουσία. Η φασματοσκοπία κατά Ραμάν είναι το όνομα που δίνεται στην τεχνική που προσδιορίζει τις χημικές ουσίες.

Αυτήν την περίοδο, οι αισθητήρες μας πρέπει να συντονιστούν λεπτά για να ανιχνεύσουν τις συγκεκριμένες ουσίες, και επιθυμούμε να ωθήσουμε και την ευαισθησία και την ιδιομορφία ακόμα περαιτέρω στο μέλλον. Με αυτό, σκεφτόμαστε τις εφαρμογές όπως τον έλεγχο γλυκόζης, ιδανικό για τους πάσχοντες του διαβήτη, ή ακόμα και η ανίχνευση ιών, να είναι δυνατή.

Tinghui Xiao, ερευνητικός συνεταίρος, Σχολή της επιστήμης, πανεπιστήμιο του Τόκιο

Keisuke Goda, ένας καθηγητής στο πανεπιστήμιο του Τόκιο, που δηλώνεται, «υπάρχει επίσης δυνατότητα για τον αισθητήρα να εργαστεί με άλλες μεθόδους χημικής ανάλυσης εκτός από τη φασματοσκοπία κατά Ραμάν, όπως η ηλεκτροχημική ανάλυση, αλλά όλες αυτές οι ιδέες απαιτούν πολύ περισσότερη έρευνα. Εν πάση περιπτώσει, ελπίζω ότι αυτή η έρευνα μπορεί να οδηγήσει σε μια νέα γενιά των χαμηλού κόστους βιοαισθητήρων που μπορούν να ξεσηκώσουν τον έλεγχο υγείας και να μειώσουν το οικονομικό βάρος της υγειονομικής περίθαλψης.»