Tin KHCN nước ngoài
Chế tạo cảm biến từ bút sử dụng mực công nghệ cao (11/03/2015)
-   +   A-   A+   In  

Các kỹ sư nano thuộc trường Đại học California, Hoa Kỳ đã tạo ra loại mực sinh học công nghệ cao dùng cho bút bi sẵn có, cho ra đời cảm biến đo đường glucô trực tiếp trên da và xác định mức độ ô nhiễm trên lá cây.

Da và lá không chỉ là phương tiện truyền thông duy nhất, trên đó có thể sử dụng bút bi công nghệ cao. Các nhà nghiên cứu hy vọng cảm biến có thể được “vẽ” trực tiếp lên điện thoại thông minh để theo dõi sức khỏe cá nhân với chi phí thấp hoặc lên các bức tường bên ngoài toà nhà để theo dõi các chất khí ô nhiễm độc hại. Các cảm biến còn được ứng dụng tại chiến trường đề phát hiện chất nổ và độc tố thần kinh.

 

Joseph Wang, trưởng nhóm nghiên cứu nói: "Công nghệ bút xúc tác sinh học mới của chúng tôi dựa vào mực enzym mới, có triển vọng to lớn cho một loạt ứng dụng tại chỗ và trên hiện trường”.

 

Thách thức lớn đối với các nhà nghiên cứu là sản xuất mực từ hóa chất và hóa chất sinh học không gây hại cho con người hoặc thực vật, có thể hoạt động như các điện cực của cảm biến và duy trì lâu dài đặc tính của nó trong hoạt động lưu trữ và trong các điều kiện khác. Vì thế, họ đã chuyển sang sử dụng glycol polyethylene tương thích sinh học đã được dùng làm chất kết dính trong nhiều ứng dụng phân phối thuốc. Để mực có khả năng dẫn điện, các nhà nghiên cứu đã sử dụng bột than chì. Ngoài ra, chitosan - chất kháng khuẩn dùng trong băng y tế có tác dụng cầm máu, cũng được bổ sung để mực có thể bám vào bất cứ bề mặt nào. Công thức của mực in còn bao gồm xylitol, chất thay thế đường giúp ổn định enzym phản ứng với một số hóa chất mà cảm biến tự chế được thiết kế để theo dõi.

 

Trong những năm qua, các nhà khoa học đã nghiên cứu cách thức dễ dàng kiểm tra đường huyết cho bệnh nhân tiểu đường. Mới đây, nhóm nghiên cứu đã chế tạo được cảm biến đường huyết không xâm lấn dưới dạng hình xăm tạm thời. Trong nghiên cứu này, họ đã sử dụng bút chứa mực phản ứng với đường glucô để tạo thành cảm biến đo đường huyết có thể tái sử dụng cho một mẫu in trên vật liệu trong suốt, dẻo gồm 1 điện cực. Sau đó, các nhà khoa học đã lấy máu ở đầu ngón tay của bệnh nhân tiểu đường và đặt mẫu máu lên cảm biến. Mực enzym phản ứng với đường glucô và điện cực, ghi lại số đo rồi truyền đến thiết bị đo đường huyết. Sau đó, các nhà khoa học làm sạch mẫu và vẽ lên nó để đo thông số khác sau khi bệnh nhân đã ăn.

 

Theo ước tính, một chiếc bút chứa đủ mực để có thể vẽ 500 dải cảm biến với độ tin cậy cao. Các kỹ sư nano còn chứng minh cảm biến được vẽ trực tiếp lên da, có khả năng liên lạc với thiết bị điện tử có chức năng Bluetooth kiểm soát các điện cực để thu thập dữ liệu.

 

Bút công nghệ cao còn cho phép người sử dụng vẽ các cảm biến phát hiện tại chỗ chất ô nhiễm và hóa chất độc hại. Điều này đã được thực hiện bằng cách vẽ cảm biến lên lá cây bằng mực chứa enzym phản ứng với phenol, hóa chất công nghiệp dùng trong mỹ phẩm như kem chống nắng. Sau đó, lá được nhúng vào dung dịch nước với phenol và cảm biến được kết nối với thiết bị phát hiện ô nhiễm. Các cảm biến cũng được biến đổi để phản ứng với nhiều chất ô nhiễm bao gồm kim loại nặng hoặc thuốc trừ sâu.

 

Nhóm nghiên cứu sẽ thực hiện các bước tiếp theo như kết nối cảm biến không dây với thiết bị giám sát và nghiên cứu họat động của cảm biến trong các điều kiện khó khăn như nhiệt độ khắc nghiệt, độ ẩm thay đổi và tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.

Nguồn: vista.gov.vn

Số lượt đọc: 5542

Về trang trước Về đầu trang