במחקר חדש, החוקרים ייצרו ננו -חומרים שניתן להשתמש בהם בפיתוח חיישנים מדויקים יותר לבריאות בעתיד. לדוגמה, רמות ההורמונים הנשיים כה נמוכים עד כי יש צורך בחיישנים רגישים מאוד כדי לאתר את תנודותיהם בגוף.
בעתיד, צינורות פחמן יכולים לאפשר התקדמות משמעותית בתחום הבריאות, כמו פיקוח על בריאות מתמשך.
חוקרים מאוניברסיטת טורקו, פינלנד, הצליחו לייצר חיישנים מננו-צינורות פחמן חד-קיר המתאימים למטרה זו. צינורות פחמן חד-קיר יחיד הם ננו-חומרים המורכבים משכבה אטומית יחידה של גרפן.
אתגר רב שנים בפיתוח החומר היה שתהליך ייצור הננו-צינורות מייצר תערובת של צינורות מוליכים וחצי מוליכים למחצה, השונים בכיריאליות שלהם, כלומר באופן בו מתגלגל גיליון הגרפן ליצירת המבנה הגלילי של הצינור. התכונות החשמליות והכימיות של צינורות ננו תלויים במידה רבה בכיריותן.
האן לי, חוקר קולגיום בהנדסת חומרים באוניברסיטת טורקו, פיתח שיטות להפרדת צינורות צינורות עם כיראליות שונה. במחקר הנוכחי, החוקרים הצליחו להבחין בין שתי צינורות פחמן עם כיראליות דומה מאוד ולזהות את התכונות האלקטרוכימיות האופייניות שלהם.
"למרות שההבדל בכיריות של צינורות הצינורות הוא קל מאוד, התכונות שלהם שונות מאוד", אומר חוקר הדוקטורט ג'ו-יון SEO.
דיוק ורגישות לחיישנים
על ידי טיהור והפרדת צינורות הפחמן, החוקרים הצליחו לבדוק את ההבדלים ביניהם כחומרי חיישן.
צינורות ננו משמשים לרוב לייצור חיישנים היברידיים על ידי שילובם עם חומר פעילי שטח אחר, אך במחקר זה החיישן נוצר לחלוטין מצינורות.
בנוסף, החוקרים השיגו שליטה מדויקת על ריכוז צינורות הצינורות כך שניתן יהיה להשוות את ההישרויות השונות.
בין היתר, החוקרים מצאו כי נראה כי סוג אחד של ננו -צינור (6.5) יעיל יותר מהשני (6.6) בדופמין ספיגה. ספיחה מתייחסת ליכולתו של חומר לקשור אטומים או מולקולות אל פניו. יכולת הספיחה של החומר חשובה במיוחד כאשר ריכוזי חומרי הבדיקה נמוכים מאוד.
"התוצאה היא משמעותית מכיוון שבאמצעות היכולת לשלוט במדויק בתכונות של צינורות פחמן אנו יכולים לכוונן את היכולת של חומר החיישן לאתר שינויים בחומרים ספציפיים", אומר חוקר הדוקטורט SEO.
חיישני זרם מאפשרים, למשל, מדידת רמות הגלוקוז בדם בגוף. באוניברסיטת טורקו מטרת החוקרים היא לפתח חומרי חיישנים מדויקים ורגישים יותר שניתן להשתמש בהם כדי לאתר ריכוזים נמוכים משמעותית.
"המולקולות שאנו מעוניינים בהן, כמו הורמונים נשיים, קיימות בגוף בריכוזים הנמוכים מיליוני פעמים יותר מגלוקוז. על מנת ללמוד תנודות הורמונליות, יש לשפר את דיוק החיישנים הביוסטיים באופן משמעותי", אומר פרופסור להנדסת חומרים אמיליה פלטולה.
התוצאות האחרונות הן ההפגנה הראשונה כי התגובה האלקטרוכימית של החיישן מושפעת על ידי הכיריות. במחקר נוסף ניתן להשתמש במודלים חישוביים כדי למצוא את הכיריות הטוב ביותר עבור כל מולקולה שנמדדת.
החומרים בקבוצת הטכנולוגיה הבריאותית באוניברסיטת טורקו מתמקדת בהבנת משטחי השתל של חומרים שונים ביישומים ביו -רפואיים. אחד מתחומי המיקוד העיקריים הוא פיתוח טכנולוגיות חיישנים לטיפול בריאותי. קבוצת המחקר מפתחת חומרי חיישנים רגישים ומדויקים יותר מאלו הקיימים כיום ואשר ישמרו על הפונקציונליות שלהם בסביבה ביולוגית.
