میکروکپسول به کمک حسگرهای پوشیدنی آمد

به گزارش  گروه علم و آموزش هیچ یک _از تارنمای فیز، در حال حاضر بخش اصلی تحقیقات درمورد حسگرهای مبتنی بر نانوکامپوزیت مربوط به مواد غیر پایدار و تجدیدناپذیر است. این بدان معنا است که این دستگاه‌ها در هنگامی که دیگر استفاده نمی‌شوند به زباله‌های پلاستیکی تبدیل می‌شوند.

به تازگی مقاله‌ای با عنوان Smart Skins Based on Assembled Piezoresistive Networks of Sustainable Graphene Microcapsules for High Precision Health Diagnostics در نشریه Advanced Functional Materials چاپ شده است که برای اولین بار نشان می‌دهد، می‌توان مفاهیم کپسول‌های غذایی را با مواد تخریب‌پذیر ترکیب کرد و با این کار دستگاه‌هایی را ایجاد کرد که نه تنها سازگار با محیط زیست باشند بلکه از نظر عملکرد از تجهیزاتی که با مواد تجدیدناپذیر ساخته می‌شوند، بهتر باشند.

دانشمندان از جلبک دریایی و نمک، ۲ ماده بسیار متداول در صنعت رستوران، استفاده کردند تا کپسول‌های گرافنی بسازند که در آن یک لایه ژل گرافنی و جلبک دریایی در اطراف یک هسته جوهر گرافنی مایع قرار داده شده‌اند. این روش شبیه به نحوه تهیه دسرها در رستوران‌های معروف است که در آن یک لایه مربای تمشک در میان جلبک دریایی قرار داده شده است.

بر خلاف کپسول‌های غذایی، کپسول‌های گرافنی نسبت به فشار بسیار حساس هستند. بنابراین، هنگامی که فشرده می‌شوند، خصوصیات الکتریکی آنها به طرز چشمگیری تغییر می‌کند. این بدان معنی است که آنها می‌توانند به عنوان حسگرهای کرنش بسیار کارآمد مورد استفاده قرار گیرند و می‌توانند در ساخت دستگاه‌های پوشیدنی هوشمند برای اندازه‌گیری علائم بیومکانیکی در زمان واقعی، به کار گرفته شوند.

دیمیتریوس پاپاجیئورگیو استاد علوم مواد در دانشگاه کویئن ماری لندن گفت: با ترکیب هنر آشپزی و فناوری نانو ما از خواص جالب توجه میکروکپسول‌های گرافنی/جلبک استفاده کردیم تا به صنعت الکترونیک پوشیدنی کمک کنیم.

وی افزود: این دستاورد چهارچوب قدرتمندی را برای دانشمندان ارائه می‌دهد تا از فناوری‌های پوشیدنی نانوکامپوزیتی برای تشخیص مسایل بهداشتی با دقت بالا استفاده کنند، در حالی که تعهد ما به مواد قابل بازیافت و تخریب‌پذیر کاملاً با نوآوری آگاهانه مطابقت دارد.

این محقق یادآور شد: این پژوهش می‌تواند به عنوان یک طرح توسط سایر آزمایشگاه‌ها برای درک و دستکاری خصوصیات حسگر کرنش مورد استفاده قرار گیرد و مفهوم فن‌آوری‌های پوشیدنی مبتنی بر نانو را به سطوح جدیدی ببرد.

پاپاجیئورگیو همچنین گفت: تأثیرات زیست محیطی زباله‌های پلاستیکی تأثیر عمیقی بر معیشت ما دارد. این واقعیت که این کپسول‌ها با استفاده از مواد قابل بازیافت و تخریب‌پذیر ساخته شده‌اند، می‌تواند بر نحوه فکر کردن در مورد دستگاه‌های حسگر پوشیدنی تأثیر بگذارد.