یک حسگر فوق نازکی از طلا را می توان مستقیماً بدون تحریک یا ناراحتی به پوست متصل کرد. این حسگر که توسط محققان دانشگاه توکیو ابداع شده است، با طیف‌سنجی رامان فعال می‌شود و می‌تواند نشانگرهای زیستی یا مواد مختلف را با انجام آنالیز شیمیایی روی بدن اندازه‌گیری کند. می توان آن را طوری تنظیم کرد که بسیار حساس و برای استفاده عملی به اندازه کافی قوی باشد.
فناوری‌های پوشیدنی کنونی می‌توانند حجیم و پرهزینه باشند و معمولاً به عملکردهایی مانند نظارت بر ضربان قلب محدود می‌شوند. تجزیه و تحلیل شیمیایی، بسیار مفید برای تشخیص پزشکی، گریزان باقی مانده است. به دلیل این کمبودها، محققان دپارتمان شیمی در دانشگاه توکیو به دنبال راهی برای درک شرایط مختلف بهداشتی و مسائل محیطی به روشی غیرتهاجمی و مقرون به صرفه بودند.
لیمی لیو، محقق مدعو در زمان مطالعه و در حال حاضر مدرس دانشگاه یانگژو در این باره گفت: «چند سال پیش، با روشی جذاب برای تولید قطعات الکترونیکی قابل کشش قوی از یک گروه تحقیقاتی دیگر در دانشگاه توکیو مواجه شدم. چین. این دستگاه‌ها از نخ‌های بسیار ریز پوشیده شده با طلا چرخانده می‌شوند، بنابراین می‌توانند بدون مشکل به پوست متصل شوند، زیرا طلا به هیچ وجه با پوست واکنش نشان نمی‌دهد یا آن را تحریک نمی‌کند.
لیو ادامه داد: “به عنوان حسگرها، آنها محدود به تشخیص حرکت بودند و ما به دنبال چیزی بودیم که بتواند علائم شیمیایی، نشانگرهای زیستی و داروها را حس کند.” بنابراین ما بر اساس این ایده ساخته شدیم و یک حسگر غیرتهاجمی ایجاد کردیم که فراتر از انتظارات ما بود و ما را ترغیب کرد تا راه‌هایی را برای بهبود عملکرد آن بیشتر بررسی کنیم.
جزء اصلی حسگر مش طلای ظریف است، زیرا طلا واکنش‌ناپذیر است، به این معنی که وقتی با ماده‌ای مواجه می‌شود که تیم می‌خواهد اندازه‌گیری کند – به عنوان مثال، نشانگر زیستی بیماری بالقوه موجود در عرق – از نظر شیمیایی آن ماده را تغییر نمی‌دهد. اما از آنجایی که مش طلا بسیار ظریف است، می‌تواند سطح شگفت‌آوری بزرگی برای اتصال بیومارکر فراهم کند. یک لیزر کم مصرف به سمت مش طلا نشانه رفته است که مقداری از نور لیزر جذب و برخی منعکس می شود.
از نور منعکس شده، بیشتر انرژی مشابه نور لیزر ورودی است. مقداری از نور ورودی انرژی خود را به نشانگر زیستی یا سایر مواد قابل اندازه گیری از دست می دهد و اختلاف انرژی بین نور منعکس شده و نور فرودی منحصر به ماده مورد نظر است. یک طیف سنج از این اثر انگشت انرژی منحصر به فرد استفاده می کند تا کاربر بتواند ماده را شناسایی کند.
استادیار تینگیو شاوو گفت: «در حال حاضر، حسگرهای ما باید به‌خوبی تنظیم شوند تا مواد خاصی را شناسایی کنند، و ما می‌خواهیم در آینده حساسیت و ویژگی را حتی بیشتر کنیم.» با این کار، ما فکر می کنیم برنامه هایی مانند نظارت بر گلوکز، ایده آل برای مبتلایان به دیابت، یا حتی تشخیص ویروس ممکن است امکان پذیر باشد.
پروفسور کیسوکه گودا گفت: «همچنین پتانسیلی برای این حسگر وجود دارد که علاوه بر طیف‌سنجی رامان، با روش‌های دیگر آنالیز شیمیایی مانند آنالیز الکتروشیمیایی کار کند، اما همه این ایده‌ها به تحقیقات بسیار بیشتری نیاز دارند».
گودا معتقد است که تحقیقات اخیر می تواند منجر به نسل جدیدی از حسگرهای زیستی ارزان قیمت شود.
منبع : Wearable Sensor Uses Raman Spectroscopy for Chemical Analysis | Photonics.com (ampproject.org)
