ساخت نانوحسگر‌های جدید مغناطیسی برای قلب

ایران اکونومیست-محققان موفق به ساخت حسگر‌های جدیدی شدند که با حساسیت بسیار بالا فعالیت مغز و قلب را می‌سنجد.

کد خبر: ۳۲۲۳۵۷

تاریخ: ۳۰ شهريور ۱۳۹۸ - ۱۰:۳۴

به گزارش باشگاه خبرنگاران اندازه‌گیری سیگنال‌های الکتریکی مانند ECG (الکتروکاردیوگرام) می‌تواند نحوه عملکرد مغز یا قلب انسان را نشان دهد، اما در کنار آن سیگنال‌های مغناطیسی هم می‌توانند فعالیت این اندام‌های فوق را بسنجند.

این سیگنال‌ها می‌توانند به آسانی و بدون تماس با پوست اندازه‌گیری شوند، هرچند برای درک سیگنال‌های مغناطیسی بسیار ضعیف، به حسگر‌های بسیار حساس هم نیاز است.

از این رو تیمی از دانشمندان دانشگاه کیل، برای سنجش فرکانس‌های پایین در جریان فعالیت قلب و مغز بر روی نوعی از حسگرها موسوم به حسگرهای کانسیلر متمرکز شده‌اند.

این حسگر از یک نوار سیلیکونی نازک تشکیل شده است که در ساده‌ترین حالت دو لایه در آن اعمال شده است. اولین لایه به میدان‌های مغناطیسی پاسخ می‌دهد و لایه دوم می‌تواند ولتاژ الکتریکی حاصل از ماده پیزوالکتریک را منتشر کند.

مارلین شوویچل یکی از محققان این طرح می‌گوید: ما در حسگر جدید، به دنبال یافتن راهی بودیم که بتواند انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل کند. به طور معمول، مواد نرم مانند پلاستیک در فرکانس پایین لرزش می‌کنند و سیگنال ساطع شده از آن‌ها بسیار ضعیف است. با کاربرد مواد سخت‌تر، می‌توان این مشکل را حل کرد، اما برای این منظور جرم بیشتری از این مواد، مورد نیاز است که به سختی می‌تواند در ابعاد کوچک این حسگر‌ها جای بگیرد.

شوویچل در ادامه می‌گوید: ما در طراحی این حسگر توانستیم با کاربرد نوعی از مواد سخت در فرکانس‌های پایین هم لرزش داشته باشیم و در این ایده، الکترود‌ها مانند نوعی نانوژنراتور عمل می‌کنند که انرژی الکتریسیته را ایجاد می‌کنند و می‌توانند این عمل را بیش از بیست سال انجام دهند.

به گفته این محقق، این سنسور‌های بی نهایت کوچک و دارای راندمان بالای انرژی، در سنجش‌های پزشکی، میکروفن سمعک و تلفن‌های همراه کاربرد دارند و مواد به کار رفته در ساخت این سنسور‌ها به طوردائمی شارژ می‌شوند.

نتیجه تحقیقات محققان این طرح در مجله مشهور Nano Energy منتشر شده است.