منصة الصباح الصباح، منصة إخبارية رقمية
مقالات مشابهة
تمكن علماء الهندسة الحيوية من تطوير مستشعرات دقيقة للغاية بحجم خيوط العنكبوت. يقول باحثون في جامعة كامبريدج بالمملكة المتحدة أن هذه المستشعرات الخفيفة للغاية يمكن استخدامها لمراقبة صحة الإنسان ، مثل ضربات القلب ، أو اكتشاف التغيرات التفصيلية في البيئة.
تعد هذه المستشعرات أرق بنسبة 50 مرة من الشعرة البشرية وخفيفة لدرجة أن العلماء تمكنوا من طباعتها مباشرة على بذرة الهندباء دون أن تتلفها. وفي دراسة حديثة نُشرت، تم اختبار المستشعر لاستقبال إشارات مثل ضربات القلب بنفس طريقة تخطيط القلب الكهربائي (ECG).
ويقول فريق البحث إن المستشعرات غير محسوسة لدرجة يمكن استخدامها على الأطفال الرضع أو الحيوانات دون أن يلاحظوها. وأضاف الباحث الرئيسي والمهندس الحيوي في جامعة كامبرج يان يان شيري هوانج: “من الصعب حقًا قياس تخطيط القلب الكهربائي على رضيع ، على سبيل المثال ، بشكل مستمر ، لذلك سيكون هذا تطبيقًا مهمًا للغاية ، حيث تضع هذه الألياف الصغيرة (عليهم) ، ولا تتداخل معهم ، ثم يمكنهم بالفعل قياس تخطيط القلب الكهربائي بشكل مستمر “.
وأضاف هوانج: “يمكنني التفكير في الحيوانات أيضًا. لذا ، إذا كنت تحب بعض مناطق (الجلد) ، يمكنك التخلص من شعر الحيوان ثم وضع الألياف هناك ولن تصل إلى هذا الجهاز”.
واختبر الفريق الألياف البيوكهربائية على أسطح مختلفة بما في ذلك جنين دجاجة أظهرت أنها غير محسوسة مع توفير أداء استشعار عالي الجودة.
ووفقًا للفريق ، يمكن للمستشعرات على شخص واحد التقاط إشارات من شخص آخر عند الاتصال. وقال هوانج: “إذا وضعنا الألياف على ، على سبيل المثال ، أطراف أصابعنا ثم لمسنا شخصًا آخر ، فيمكننا بالفعل الشعور بتخطيط كهربية القلب لشخص آخر دون أي أجهزة قابلة للارتداء. لذا تخيل أن الأطباء يمكنهم ، أو ربما الأمهات ، أن يرتدين المستشعرات ويلامسن أطفالهن ويشعرن بإشارة تخطيط القلب الكهربائي الخاصة بهم “.
يتكون الليف بشكل رئيسي من ثلاثة مكونات – مادة بوليمرية تمكن هذه المادة من التحول إلى ألياف ، وحمض الهيالورونيك الذي يشبه الجلد البشري مما يسمح للألياف بالاتصال بالجلد ، وبوليمر أشباه الموصلات ينقل الإشارة الكهربائية من الجسم.
بصمة بيئية صغيرة للغاية
معظم المستشعرات المرنة الموجودة حاليًا مصنوعة من البلاستيك الذي يمكن أن يصبح خطرًا بيولوجيًا عند التخلص منها. الطباعة ثلاثية الأبعاد أقل إهدارًا ولكن لا يمكنها الطباعة بدقة مثل الألياف البيوكهربائية التي تحتوي على البوليمر الحيوي المتوافق مع حيوية ، وحمض الهيالورونيك ، وأكسيد البولي إيثيلين.
على الرغم من كونها صناعية ، فإن البصمة البيئية لتصنيع الألياف صغيرة للغاية أيضًا ، وفقًا لفريق البحث.
يمكن غسل الألياف الجديدة في نهاية استخدامها ، مما ينتج عنه أقل من ملليغرام واحد من النفايات ، وهو قابل للمقارنة بحمل غسيل نموذجي ينتج ما بين 600 و 1500 ملليغرام من نفايات الألياف ، وفقًا للباحثين.
وأضافوا أنه يمكن صنع الألياف بسهولة في الموقع. وهذا على عكس العديد من المنتجات الموجودة التي تحتاج إلى تصنيع في “غرف نظيفة” باهظة الثمن والتي تكون مكلفة وتخلق بصمة أكبر للكربون.
وتقول هوانج: “دورة حياة واجهة المستشعر هذه بأكملها لها تأثير بيئي ضئيل للغاية. إنه مثل العناكب ، يمكنك إصلاحها حسب الطلب ، ويمكنك إنشاؤها في أي مكان ، لذلك بدون مرافق مركزية ، وبدون استخدام عمليات كثيفة الطاقة ، إنها عملية ذات مخلفات قليلة جدًا “.
وكتب الباحثون في الدراسة أن الألياف يمكن تطبيقها في مجالات أخرى غير الرعاية الصحية ، مثل الواقع الافتراضي أو المنسوجات الإلكترونية. كما يمكن استخدامها لتحسين “إحساس الواقع” في الألعاب أو كمستشعرات بيئية.
