خلاصی از شر ویروسها با کمک فناوریهای پوشیدنی!
ايسنا/ دانشمندان احتمالا بتوانند در آينده حسگرهايي قابل حمل و پوشيدني را براي شناسايي ويروسها و باکتريهاي موجود در محيط توسعه دهند.
دانشمندان "دانشگاه توهوکو"(Tohoku University) ژاپن براي دههها در حال مطالعه موادي بودهاند که ميتوانند انرژي مکانيکي را به انرژي الکتريکي يا مغناطيسي(و بالعکس) تبديل کنند. حال محققان طي اين مطالعه درباره روند توسعه اين فناوري در آينده توضيح دادهاند.
"فومينو ناريتا"(Fumio Narita) مهندس مواد دانشگاه توهوکو گفت: تحقيقات در مورد بهبود کارايي حسگرهاي شناسايي ويروس در سالهاي اخير پيشرفت چنداني نداشته است. بررسي ما با هدف کمک به محققان جوان و دانشجويان براي درک آخرين پيشرفتها جهت هدايت کارهاي آينده آنها در جهت افزايش حساسيت حسگر ويروس انجام شده است.
مواد پيزوالکتريک، انرژي مکانيکي را به انرژي الکتريکي تبديل ميکنند. آنتي باديهايي که با يک ويروس خاص ارتباط برقرار ميکنند را ميتوان روي الکترود تعبيه شده روي مواد پيزوالکتريک، قرار داد. هنگامي که ويروس مورد نظر با آنتي باديها ارتباط برقرار ميکند، باعث افزايش جرم ميشود که اين موضوع فرکانس جريان الکتريکي در داخل ماده را کاهش ميدهد که اين موضوع نشان دهنده وجود آن فرکانس است. اين نوع حسگر قابليت کشف چندين ويروس از جمله ويروس پاپيلوم انساني ايجادکننده سرطان دهانه رحم، اچ آي وي، آنفلوانزاي A، ابولا و هپاتيت B است.
مواد مغناطوکشساني، انرژي مکانيکي را به انرژي مغناطيسي و بالعکس تبديل ميکنند. اين موارد براي سنجش عفونتهاي باکتريايي از قبيل حصبه و تب خوکي و براي شناسايي هاگ سياه زخم بررسي شده است. "آنتي باديهاي کاوشگر" (Probing antibodies) بر روي يک تراشه حسگرزيستي که خود روي ماده مغناطوکشساني قرار دارد، قرار ميگيرند و سپس يک ميدان مغناطيسي اعمال ميشود. اگر آنتي ژن مورد نظر با آنتي باديها ارتباط برقرار کند، جرمي به مواد اضافه ميکند و منجر به تغيير شار مغناطيسي ميشود که سپس با استفاده از ابزاري به نام "پيچه انتخابي"('pick-up coil) مورد سنجش و ارزيابي قرار ميگيرد.
مغناطوکشساني يا مگنتواستريکشن به پديدهٔ کُرنش مواد بر اثر اعمال ميدان مغناطيسي تنگش مغناطيسي(Magnetostriction) ميگويند که طي آن طول يا حجم ماده تغيير ميکند. اين پديده نخستين بار در سال ۱۸۴۲ ميلادي توسط جيمز ژول کشف شد. اساس اين پديده بر اين واقعيت استوار است که حالت مغناطيسي يک بلور به فاصله بين اتمهاي مغناطيسي و يونهايش بستگي دارد و تغيير در وضعيت مغناطيسي با استفاده از ميدان مغناطيسي، دما، تنش کشسان يا عوامل ديگر ميتواند منجر به جابجايي اتمها نسبت حالت تعادلشان شود.
ناريتا ميگويد پيشرفتهاي انجام شده در زمينه هوش مصنوعي و مطالعات شبيهسازي ميتواند به يافتن مواد پيزوالکتريک و مغناطيسي بسيار حساس براي تشخيص ويروسها و ساير عوامل بيماري زا کمک کند. موادي که در آينده توسعه داده خواهند شد بدون سيم پيچ/پيچه، بيسيم و نرم خواهند بود که اين موضوع امکان استفاده از آنها در پارچهها و ساختمانها را فراهم ميکند.
دانشمندان حتي در حال بررسي چگونگي استفاده از اين مواد و مواد مشابه براي شناسايي کروناويروس سندرم حاد تنفسي ۲ ويروس عامل کوويد-۱۹ در هوا هستند. اين نوع حسگرها ميتوانند در سيستمهاي تهويه هوا حمل و نقل زيرزميني به براي نظارت بر گسترش ويروس در زمان حال استفاده شوند. حسگرهاي پوشيدني همچنين ميتوانند افراد را از يک محيط حاوي ويروس دور کنند.
يافتههاي اين مطالعه در مجله "Advanced Materials" منتشر شد.