غير مسبوقة..تقنية لتتبع إشارات القلب والدماغ
تاريخ النشر: 25th, December 2024 GMT
كشف باحثون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تقنية استشعار بيولوجي تستخدم هوائيات لاسلكية صغيرة لمراقبة الإشارات الكهربائية في الأنظمة البيولوجية بدقة غير مسبوقة.
ومن خلال القضاء على الحاجة إلى الأسلاك والمكبرات، يعمل الابتكار على تبسيط الدراسات الخلوية، مما يوفر تقدماً محتملاً في تشخيص حالات مثل عدم انتظام ضربات القلب ومرض الزهايمر وتمكين علاجات أكثر استهدافاً.و تعتبر الإشارات الكهربائية أساسية للاتصال الخلوي، إلا أن الطرق التقليدية لقياسها مرهقة ومحدودة النطاق، وفق "إنترستينغ إنجينيرينغ".
و قالت ديبلينا ساركار، المؤلفة الرئيسية للدراسة: "الكهرباء الحيوية أساسية لعمل الخلايا والعمليات الحيوية المختلفة، وكان تسجيل مثل هذه الإشارات الكهربائية بدقة أمراً صعباً، وتتمكن هوائيات التشتت الكهربائي العضوي (OCEANs) التي طورناها من تسجيل الإشارات الكهربائية لاسلكيًا بدقة مكانية ميكرومترية من آلاف مواقع التسجيل في وقت واحد، يمكن أن يخلق هذا فرصاً غير مسبوقة لفهم البيولوجيا الأساسية والإشارات المتغيرة في الحالات المرضية بالإضافة إلى فحص تأثير العلاجات المختلفة لتمكين العلاجات الجديدة".
التصنيع الدقيق للهوائيات
تبدأ العملية بركيزة زجاجية مغطاة بمواد موصلة وعازلة، تليها حفر ثقوب نانوية باستخدام شعاع أيوني مركّز. ويتم غمر الشريحة في محلول يحتوي على كتل البناء الأولية للبوليمر، ومن خلال تطبيق تيار كهربائي على المحلول، يتم جذب هذه المادة الأولية إلى الثقوب الصغيرة على الشريحة، وتنمو هوائيات على شكل عيش الغراب من الأسفل إلى الأعلى، وتسمح هذه الطريقة للفريق بتصنيع ملايين الهوائيات على شريحة واحدة، قابلة للتطوير للدراسات الأكبر.
والهوائيات، التي يبلغ عرضها ميكرومتر واحد فقط، تقدم حساسية استثنائية، حيث تكتشف إشارات منخفضة تصل إلى 2.5 ميلي فولت، وهي أقل بكثير من الإشارات النموذجية التي تستخدمها الخلايا العصبية التي تبلغ 100 ميلي فولت للتواصل.
و يمكن للأجهزة أيضاً التقاط التغيرات السريعة، والاستجابة في غضون مللي ثانية للتقلبات الكهربائية.
المصدر: موقع 24
كلمات دلالية: سقوط الأسد حصاد 2024 الحرب في سوريا عودة ترامب خليجي 26 عام على حرب غزة إيران وإسرائيل إسرائيل وحزب الله غزة وإسرائيل الإمارات تكنولوجيا
إقرأ أيضاً:
من مستحضرات التجميل إلى الأجهزة الذكية.. مكوّن تجميلي يحدث ثورة تكنولوجية
استراليا – طوّر فريق من الباحثين في جامعة La Trobe الأسترالية مادة جديدة فائقة الرقة والشفافية باستخدام حمض الهيالورونيك، وهو مكوّن شائع في مستحضرات ترطيب البشرة ومكافحة الشيخوخة.
وهذا الابتكار قد يحدث تحولا جذريا في أداء الأجهزة الذكية، مثل الهواتف والأجهزة القابلة للارتداء والمستشعرات الطبية.
واستخدم الباحثون حمض الهيالورونيك على سطح ذهبي لتحفيز تكوين بوليمر مرن عالي التوصيل يعرف باسم 2D PEDOT. ويتميز هذا الغشاء بموصلية كهربائية مماثلة للمعادن وشفافية شبه تامة ومرونة عالية، ما يجعله مناسبا تماما لتطبيقات الإلكترونيات المتقدمة.
وواجه الباحثون لسنوات صعوبة في إنتاج أغشية رفيعة موصلة للكهرباء بجودة عالية وقابلة للتكرار على نطاق صناعي. أما التقنية الجديدة أتاحت التحكم الدقيق في شكل البوليمر وشفافيته وخصائصه الكهربائية، وتجاوزت هذه العقبة التاريخية.
وأكّدت الباحثة الرئيسية، لويزا أغيار دو ناسيمنتو، أن البوليمر الناتج لم يكن فقط رقيقا وموصلا بدرجة كبيرة، بل كان أيضا قابلا للإنتاج المتكرر بدقة ملحوظة.
أما الأستاذ المشارك رين غرين، فأوضح أن البوليمرات التقليدية غالبا ما تعاني من ضعف في الشفافية وعدم الاستقرار، بينما يمثّل 2D PEDOT قفزة نوعية بفضل مرونته العالية وموصليته الشبيهة بالمعادن.
وقال الدكتور سايمون مورايس سيلفا، مدير مركز أبحاث تكنولوجيا الاستشعار الطبية والبيئية (BEST)، إن المادة الجديدة قد تحدث نقلة نوعية في تطوير الأجهزة الطبية، خصوصا تلك المعنية بمراقبة المرضى وتوصيل الأدوية بدقة.
وتبرز أهمية هذا الابتكار في قدرته على تمهيد الطريق نحو جيل جديد من الإلكترونيات الذكية: أجهزة أخف وأذكى وأكثر شفافية وأكثر تكاملا مع الجسم البشري.
المصدر: interesting engineering
قيادي الجبهة الوطنية: زيادة الصادرات الزراعية خطوة مهمة لتحقيق الأمن الغذائي وتنمية الاقتصاد