بازیافت CD به یک حسگر زیستی انعطاف‌پذیر

 

 

به گزارش پپنا به نقل از یورکالرت، محققان راهی یافته‌اند برای اینکه چگونه می‌توان لایه فلزی نازک یک CD طلایی را از پلاستیک سخت جدا و آن را به حسگرهایی برای کنترل فعالیت الکتریکی در قلب و عضلات انسان و نیز سطوح لاکتات، گلوکز، pH و اکسیژن تبدیل کرد.

این حسگرها می‌تواند از طریق بلوتوث با گوشی هوشمند ارتباط برقرار کند.

فرایند ساخت این حسگرها در ۲۰ تا ۳۰ دقیقه بدون رهاسازی مواد شیمیایی سمی یا نیاز به تجهیزات گران‌قیمت تکمیل می‌شود و هزینه آن برای هر دستگاه حدود ۱.۵ دلار است.

براساس نتایج این تحقیق این اقدام پایدار برای بازیافت زباله‌های الکترونیکی زنجیره زباله‌های سودمند مبتنی بر تحقیقات علمی را شکل می‌دهد که به امکانات پیشرفته تولید خرد، مواد گران‌قیمت یا مهارت‌های مهندسی با استعداد زیاد نیاز ندارد.

یکی از محققان این پژوهش در همین رابطه گفت: من ابتدا ایده تبدیل CD ها به حسگرها را حین انجام تحقیقات پسادکتری در دانشگاه ایلینویز مطرح کردم.  

وی بیان کرد: من یک ایده داشتم؛ شاید بتوانیم مواد حیاتی را از CD ها جمع‌آوری کنیم و سپس به سیستم‌های حسگر ارتقا دهیم. من با همکارم در مورد ایده خود در مراحل اولیه تحقیق پایان‌نامه‌اش صحبت کردم و وی نیز قصد داشت این تحقیق را ادامه دهد.

این محققان پژوهش‌های قبلی روی حسگرهای زیستی ساخته شده از CD را بررسی کردند اما دریافتند که این حسگرها ساختار سفت و سختی را حفظ کرده‌ و تعداد کاربردهای محدودتری نسبت به آنچه آنان انتظار داشتند، دارد. اولین قدم در این فرایند برداشتن پوشش فلزی از پلاستیک زیرین با استفاده از فرآیند شیمیایی و نوار چسب است.

به گفته آنان زمانی که موهای خود را از روی لباس‌های‌مان با نوار چسب برمی‌داریم، در اصل همان مکانیسم تبدیل CD به حسگر را انجام داده‌ایم. در واقع در این فرایند لایه فلزات از روی CD ها سست و سپس آن لایه فلزی نیز با نوار چسب برداشته می‌شود؛ بنابراین فقط لایه فلزی CD جدا می‌شود و بعد آن لایه نازک پردازش شده و قابل انعطاف خواهد بود.

برای ایجاد این حسگرها محققان از دستگاه برش بی‌سیم استفاده کردند؛ یک دستگاه در دسترس برای صنعتگران که طرح‌های خیلی ریز و دارای جزئیات را از موادی مانند کاغذ، وینیل، مقوا و وسایل چاپ اتو برش می‌دهد. پس از تبدیل CD ها به حسگر با کمک یک برنامه تلفن هوشمند متخصصان پزشکی یا بیماران می‌توانند مطالب خواندنی را دریافت کرده و پیشرفت درمان را در طول زمان پیگیری کنند.

یکی از محققان این تحقیق به سن‌دیگو می‌رود تا برای شرکت دکسکام(Dexcom) که مانیتورهای گلوکز دائم‌الفعالیت را تولید می‌کند، کار کند اما وی ایده‌هایی در مورد چگونگی بهبود فناوری تبدیل CD به حسگر زیستی دارد. محققان از CD های طلایی استفاده کرده و حالا می‌خواهند CD های مبتنی بر نقره را بررسی کنند؛ CD هایی که استفاده از رایج‌تر است. پژوهگشران دنبال بررسی این موضوع هستند که آیا می‌توان از حکاکی لیزری به‌ جای استفاده از برش‌دهنده پارچه‌ای برای بهبود سرعت بازیافت بیشتر استفاده کنند یا خیر.

این محققان دنبال گسترش تحقیقات خود با کمک جامعه دانشگاهی هستند. به گفته آنان شاید بتوان جعبه‌ای در محوطه دانشگاه برای جمع‌آوری CD ها ایجاد کرد. همچنین می‌توان دستورالعمل‌های گام‌به‌گام جامع‌تری در مورد چگونگی ساخت حسگرهای زیستی از آن در یک روز بدون هیچگونه مهارت مهندسی تهیه نمود. بر این اساس همه خواهند توانست  این نوع حسگرها را برای کاربران خود ایجاد کنند.

پژوهشگران دنبال این موضوع هستند که روش‌های ساخت حسگرهای زیستی در دسترس‌تر و مقرون به‌ صرفه‌تر و نیز به‌ راحتی بین مردم توزیع شود.

یافته‌های این تحقیق در مجله Nature Communications منتشر شد.