ทีมนักวิจัยนานาชาติได้พัฒนาเซ็นเซอร์อิเล็กทรอนิกส์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพแบบใหม่ที่สามารถตรวจวัดปริมาณร่องรอยของไนตริกออกไซด์ (NO)ได้สรุปวิธีการใช้เทคโนโลยีฝังเทียมเพื่อบันทึกความเข้มข้นของ NO จากพื้นผิวของอวัยวะ ก่อนจะย่อยสลายเป็นวัสดุที่ร่างกายขับออกมาอย่างปลอดภัย
ไนตริกออกไซด์และไนตริกไดออกไซด์เรียกรวมกันว่า NOx มีบทบาทสำคัญต่อสุขภาพของหลอดเลือด
ประสาท
และระบบทางเดินหายใจ ปัจจุบัน เซ็นเซอร์เชิงพาณิชย์ตรวจสอบความเข้มข้นของ NOx จากภายนอกผ่านการหายใจออก อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ดังกล่าวอาจไม่ไวพอที่จะวัดปริมาณก๊าซเหล่านี้ในตัวผู้ป่วยได้อย่างเพียงพอ “การตรวจสอบระดับก๊าซจากอวัยวะภายในอาจเป็นประโยชน์มากกว่า”
ผู้เขียนการศึกษา จากภายในตัวผู้ป่วยช่วยเพิ่มความแม่นยำและความไวที่เหนือกว่าเซ็นเซอร์แบบเดิม
อย่างไรก็ตาม การสร้างอุปกรณ์ดังกล่าวไม่ใช่เรื่องง่าย เซ็นเซอร์ต้องยืดหยุ่นได้ ทำงานภายใต้ภาระเชิงกลโดยไม่ลดประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ต้องเลือกวัดค่า NOx แม้ว่าจะมีความเข้มข้นต่ำมากก็ตาม
สุดท้ายต้องถอดออกหลังใช้งาน ในงานนี้ สิ่งที่พลิกผันและจุดเน้นของทีมที่นำโดยชอง-ยุน คังและซุก-วอน ฮวางก็คือการใช้ประโยชน์จากวัสดุปลอดสารพิษที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่ร่างกายดูดซึมได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าการตรวจหาเป็นการผ่าตัดแบบครั้งเดียวจบ และหลังจากการปลูกถ่ายแล้ว
ไม่จำเป็นต้องมีการผ่าตัดเพิ่มเติม อุปกรณ์ที่มีความยืดหยุ่นสูงนี้ใช้เทคโนโลยีที่ใช้ซิลิคอนเพื่อตรวจจับความเข้มข้นของ NOx ที่ต่ำถึง 0.0005% ยิ่งไปกว่านั้น ทีมงานยังพิจารณาว่าเซ็นเซอร์มีความไวต่อ NOx มากกว่าสารทางสรีรวิทยาอื่นๆ ที่รู้จักกันดีถึง 100 เท่า ทำให้ได้เปรียบเหนือเซ็นเซอร์อื่นๆ
ที่ทำจากกราฟีนและออกไซด์ของโลหะไนตริกออกไซด์: ทำให้ ‘NOx’ เป็นพิษ ก๊าซ NOx เป็นสารมลพิษทางอากาศที่มีชื่อเสียง การสัมผัสกับ NOx ในสิ่งแวดล้อมสามารถกระตุ้นให้เกิดภาวะทางเดินหายใจ เช่น โรคหอบหืด และโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (COPD) อย่างไรก็ตาม ปริมาณ NO ในทางสรีรวิทยา
มีความสำคัญ
ร่างกายของเราใช้ NO เป็นตัวส่งสารเคมี ควบคุมการไหลเวียนของเลือดเพื่อควบคุมออกซิเจนและการขนส่งสารอาหาร การขาด NO สามารถนำไปสู่ความดันโลหิตสูงและการโจมตีของหลอดเลือดหรือการตีบตันของหลอดเลือดแดงเนื่องจากการสะสมของคราบไขมัน แต่ NO ยังเป็นพิษต่อเซลล์ประสาท
ในปริมาณสูงอีกด้วย การผลิต NO ส่วนเกินนั้นเชื่อมโยงกับสภาวะความเสื่อมของระบบประสาท เช่น โรคอัลไซเมอร์และโรคพาร์กินสัน เซ็นเซอร์ทำงานอย่างไร?ในการสร้างเซ็นเซอร์ นักวิจัยได้ออกแบบลวดลายชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์บนซิลิกอนนาโนเมมเบรน (หนาประมาณ 100 นาโนเมตร)
และพิมพ์ลงบนโพลิเมอร์โพลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (PLGA) ซิลิคอน ดังที่เฉิงกล่าวไว้ว่า “เป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่” องค์ประกอบนี้มีความไวสูงต่อ NOx เมื่อโมเลกุลของก๊าซ NOx ดูดซับบนพื้นผิวของเซ็นเซอร์ พวกมันจะทำให้อิเลคตรอนชั้นบนสุดในซิลิกอน
หมดไป สิ่งนี้จะเพิ่มความต้านทานไฟฟ้าของแก๊สตามการตอบสนองพื้นฐาน (dry N 2 /อากาศ)การศึกษาพบว่าการดูดซับก๊าซไม่ใช่ตัวแปรเดียวที่ส่งผลต่อความต้านทานไฟฟ้า แรงทางกลยังส่งผลต่อการไหลของกระแสในระบบ หากเซ็นเซอร์ต้องสอดรับกับพื้นผิวของอวัยวะต่างๆ เซ็นเซอร์จะต้องยังคงใช้งานได้
ภายใต้การเปลี่ยนรูปอาร์เรย์เซ็นเซอร์ขนาดใหญ่แสดงการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในอัตราการตอบสนองสัมพัทธ์เมื่ออยู่ภายใต้การงอหรือยืด 1,000 รอบ นอกจากนี้ นักวิจัยยังใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อตรวจสอบการตอบสนองความเครียดและความเครียดของแต่ละชั้นภายในอุปกรณ์
พวกเขา
สรุปได้ว่าอาร์เรย์ยังคงใช้งานได้เมื่อยืดออกได้ถึง 40% ของความยาว ทีมประเมินความสามารถในการคัดเลือกของเซ็นเซอร์ต่อ NOx โดยการเปรียบเทียบความเข้มของสัญญาณความต้านทานกับการตอบสนองต่อตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่เป็นก๊าซทั่วไปอื่น ๆ รวมถึงคาร์บอนออกไซด์และแอมโมเนีย
เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแต่แสดงให้เห็นการคัดเลือกที่ยอดเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังทำได้อย่างรวดเร็วอย่างไม่น่าเชื่ออีกด้วย เมื่อนำมาใช้กับเซ็นเซอร์ ก๊าซจะถูกตรวจพบในเวลาเพียง 30 วินาที สิ่งสำคัญคือ อุปกรณ์จะย่อยสลายทางชีวภาพในช่วงเวลาที่เหมาะสมสำหรับการติดตามระดับ NOx ของผู้ป่วย
เมื่อจมอยู่ในของเหลวเลียนแบบร่างกาย (น้ำเกลือบัฟเฟอร์ฟอสเฟต, pH 7.4, 37°C) ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดจะย่อยสลายเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ไม่เป็นพิษในเวลาเพียง 8 ชม.ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าเซ็นเซอร์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้สภาวะที่รุนแรงของร่างกาย
วิธีง่ายๆ ในการทำความเข้าใจสิ่งเร้าที่กลับเข้ามาใหม่คือการจินตนาการถึงคลื่นลูกเดียวที่แพร่กระจายไปรอบๆ สิ่งกีดขวางที่เป็นวงกลม คลื่นเคลื่อนที่ไปตามเส้นทางเดิมซ้ำๆ ด้วยความถี่ที่กำหนดโดยความเร็วคลื่นหารด้วยเส้นรอบวงของสิ่งกีดขวาง ถ้ารัศมีค่อยๆ ลดลง ความถี่จะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งหน้าคลื่น
ของคลื่นใหม่ไล่ตามหางของคลื่นก่อนหน้า ณ จุดนี้ อัตราที่คลื่นเคลื่อนที่รอบสิ่งกีดขวางไม่สามารถเพิ่มขึ้นได้อีก เนื่องจากคลื่นลูกใหม่ไม่สามารถกระตุ้นบริเวณที่ยังคงฟื้นตัวจากคลื่นก่อนหน้าได้ หากทำให้รัศมีมีขนาดเล็กลง คลื่นจะถูกบังคับให้ใช้รูปทรงก้นหอยที่ยังคงหมุนรอบแกนกลาง
เกลียวไม่สามารถเข้าสู่แกนกลางได้เนื่องจากบริเวณนี้อยู่ในสถานะทนไฟและไม่สามารถกระตุ้นซ้ำได้
คำตอบของคลื่นเกลียวในสมการการแพร่กระจายของปฏิกิริยาถูกสร้างขึ้นในสองมิติโดยเงื่อนไขเริ่มต้นพิเศษที่หลากหลาย พวกมันไม่ต้องการสิ่งกีดขวางให้ปรากฏ และพวกมันสามารถผลิตและบำรุงรักษา
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
