پژوهشگران دانشگاه "ماساچوست آمهرست" موفق به ساخت یک حسگر شیمیایی جدید بیوالکترونیک شده اند که برای رسیدن به حساسیت بالا از نانوسیم های پروتئینی استفاده می کند.
به گزارش ایسنا و به نقل از سایتک دیلی، جمعی از محققان دانشگاه "ماساچوست آمهرست" (Amherst) یک حسگر زیست الکترونیکی با عملکرد بالا ساخته اند.
مطالعه این گروه که در مجله NanoResearch منتشر شده است، نشان داد که آن ها حسگرهای بیوالکترونیکی گاز آمونیاک ساخته اند که از حساس ترین حسگرهایی است که تا به حال ساخته شده است.
این حسگر از نانوسیم های پروتئینی رسانای بار الکتریکی بهره می برد که از باکتری "Geobacter" استفاده می کند تا مواد بیولوژیکی دستگاههای الکتریکی را فراهم کند.
بیش از ۳۰ سال قبل "درک لاولی" نویسنده این مطالعه و میکروبیولوژیست ارشد دانشگاه "آمهرست" این باکتری را در گِل یک رودخانه کشف کرد. این میکروب ها رشته های پروتئینی مثل مو را پرورش می‌دهند که بعنوان "سیم" در مقیاس نانو کار می کنند تا اقدامات لازم برای تغذیه خود و ارتباط با سایر باکتری ها را منتقل کنند.
"الکساندر اسمیت" دانشجوی دکترای مهندسی زیست پزشکی می گوید این نخستین حسگر در نوع خود را برای اندازه‌گیری آمونیاک طراحی کرده اند ، برای این که این گاز برای کشاورزی، محیطزیست و زیست پزشکی مهم است.
به عنوان مثال، وجود آمونیاک در تنفس انسان امکان دارد علامت بیماری باشد، در حالیکه در پرورش طیور، مقدار این گاز برای سلامت و آسایش پرنده ها باید به دقت نظارت و کنترل شود تا از عدم تعادل خوراک و ضرر به تولید جلوگیری شود.
"یائو" یکی دیگر از پژوهشگران این مطالعه می گوید: این حسگر به ما امکان می دهد تا با حساسیت و دقت بالایی آمونیاک را اندازه‌گیری کنیم و بسیار بهتر از حسگرهای الکترونیکی قبلی است. من هر وقت آزمایش جدیدی را با آن انجام می دهم، شگفت‌زده می شوم. ما انتظار نداشتیم که به این خوبی کار کند. من واقعاً فکر می کنم که این حسگر میتواند تأثیر مثبتی بر جهان بگذارد.
"اسمیت" می گوید حسگرهای الکترونیکی موجود اغلب دارای حساسیت محدود یا کمی هستند و مستعد مداخله سایر گازها هستند. او علاوه بر عملکرد برتر و کم هزینه بودن این حسگر، بر قابل تجزیه و زیست تخریب پذیر بودن آن و عدم تولید زباله های الکترونیکی اشاره می کند.
اسمیت می گوید: زمانی که این نانوسیم ها را در معرض آمونیاک قرار دادیم، نتیجه بسیار قابل توجه بود. ما دریافتیم که می توانیم حسگرها را به روشی تنظیم کنیم که این واکنش قابل توجه را نشان دهند. آن ها به آمونیاک بسیار حساس هستند و نسبت به سایر ترکیبات واکنشی ندارند. بنابراین این حسگرها میتوانند بسیار خاص باشند.
"لاولی" ادامه داد: این نانوسیم ها بسیار پایدار هستند و مدت زيادي کار می کنند. این حسگر پس از ماهها استفاده هم چنان مستمر و قوی عمل و بسیار خوب کار می کند که قابل توجه است.
"یائو" می گوید: این نانوسیم های پروتئینی همیشه برای من شگفت آور هستند. این کاربرد جدید از آن ها در یک منطقه کاملا متفاوت از آنچه قبلاً کار کرده بودیم، است.
پیش از این، این گروه از نانوسیم های پروتئینی برای برداشت انرژی از رطوبت و استفاده از آن ها بعنوان ممریستور (مقاومت حافظه دار) برای محاسبات بیولوژیکی استفاده کرده بود.
"لاولی" می افزاید: این نخستین اثبات ایده برای حسگر نانوسیم پروتئینی است. ما بعد از بازگشت به آزمایشگاه، حسگرهایی را برای ترکیبات دیگر ایجاد خواهیم کرد و در حال تلاش برای تنظیم آن ها برای مجموعه ای از ترکیبات دیگر هستیم.
- 10
- 1
