Sensor 500 tys. razy mniejszy od średnicy ludzkiego włosa już jest. Nadchodzi przełom
Naukowcy z różnych uniwersytetów w Australii połączyli siły i wspólnie stworzyli zminiaturyzowany piezorezystor, którego rozmiary są 500 tys. razy mniejsze od średnicy ludzkiego włosa. Ten elektroniczny sensor potrafi przekształcać siłę w sygnały elektryczne, co daje niemały potencjał dla ewentualnych zastosowań w sektorze biosensorów i urządzeniach zajmujących się monitorowaniem zdrowia.
Australijscy naukowcy nie opracowali tak naprawdę niczego nowego. Ich osiągnięcie zwraca uwagę ze względu na rozmiary nowego urządzenia. Jest ono zbudowane w skali molekularnej, która ma być bardziej wydajną wersją używanego powszechnie do tej pory czujnika elektronicznego.
Piezorezystory - co to takiego?
Piezorezystory znajdują szerokie zastosowanie przy wykrywaniu wibracji w elektronice i samochodach. Jeśli używacie swojego smartfona do liczenia zrobionych kroków, możecie to robić właśnie dzięki takim czujnikom. Innym ich zastosowaniem jest zaprzęgnięcie ich do wykrywania wstrząsów i uruchamiania poduszek powietrznych w razie wypadku. Są one także wykorzystywane w urządzeniach medycznych, takich jak wszczepiane czujniki ciśnienia tętniczego, a także w lotnictwie i podróżach kosmicznych.
Sukces australijskich naukowców zwraca również uwagę na sposób, w jaki do niego doszło. Nowe, zminiaturyzowane sensory powstały dzięki ogólnokrajowej inicjatywie, w ramaach której naukowcy z całej Australii pracowali pod kierownictwem doktora Nadima Darwisha z Uniwersytetu Curtin University, a także naukowców z m.in. Uniwersytetu Technologicznego z Sydney, Uniwersytetu Jamesa Cooka i Uniwersytetu z Newcastle.
Jak powiedział wspomniany dr Darwish:
Ze względu na swój rozmiar i charakter chemiczny, ten nowy typ piezorezystora otworzy zupełnie nowe możliwości dla czujników chemicznych i biosensorów, interfejsów człowiek-maszyna i urządzeń monitorujących stan zdrowia. Ponieważ nasze nowe czujniki są oparte na cząsteczkach, mogą być wykorzystywane do wykrywania innych substancji chemicznych lub biomolekuł, takich jak białka i enzymy, co może być przełomem w wykrywaniu chorób.
Czytaj więcej nt. najnowszych wynalazków:
Bullwalen i piezoelektryczność
Nowy piezorezystor został wykonany z pojedynczej cząsteczki bullwalenu, która po naprężeniu mechanicznym reaguje, tworząc nową cząsteczkę o innym kształcie. To powoduje przepływ energii elektrycznej poprzez zmianę oporu.
Zjawisko piezoelektryczności jest też wykorzystywane w popularnych zapalarkach do gazu. Jeśli kiedyś używaliście zapalarki, która generuje iskrę po przyciśnięciu przycisku, bez użycia paliwa (jak w zapalniczce), to mogliście cieszyć się zapalonym palnikiem w kuchence właśnie dzięki piezoelektryczności. Piezoelektryczność to zjawisko odkryte przez Pierre’a Curie (męża Marii Skłodowskiej - Curie) i jego brata Jacques'a. Polega ono na tym, że w przypadku niektórych kryształów, po zastosowaniu względem nich naprężeń mechanicznych dochodzi na ich powierzchni do pojawienia się ładunków elektrycznych.
Badacze, którzy brali udział w pracach, twierdzą że wykrywanie kształtów cząsteczek na podstawie ich przewodnictwa elektrycznego to zupełnie nowa koncepcja w świecie chemii. Najbardziej istotna w tym przypadku jest możliwość wykrywania zmiany kształtu reagującej cząsteczki poprzez badanie ładunków elektrycznych, z częstotliwością większą niż raz na 1 milisekundę.
Zrozumienie związku między kształtem molekularnym danej substancji a jej przewodnictwem może pozwolić na określenie podstawowych właściwości połączeń między cząsteczkami a dołączonymi do nich przewodnikami metalicznymi. Dzięki temu wkrótce dziedzina, jaką jest elektronika molekularna, może osiągnąć niebywały rozwój.
