محققین مرکز تحقیقات زیست مهندسی و مواد پیشرفته «AMBER»، با همکاری دانشگاه ایرلندی «Trinity»، حسگرهای گرافنی جدیدی توسعه داده‌اند که تحولی در تجهیزات پزشکی پوشیدنی ایجاد می‌کند. در این فناوری، از موادی برای ساخت نسل جدید سنسورهای چاپی استفاده شده که در مقایسه با استانداردهای صنعت، 50 برابر حساس‌تر بوده و به دلیل انعطاف‌پذیری فوق‌العاده، عملکرد بسیار بهتری نسبت به سنسورهای نانویی حال حاضر دارند.

یکی از الزامات کلیدی در توسعه تجهیزات پوشیدنی الکترونیکی و دستگاه‌های تشخیص پزشکی، به حداکثر رساندن حساسیت و انعطاف‌پذیری، بدون کاهش محسوس کارایی است. همین عامل، موجب می‌شود که فناوری جدید امبر، به یکی از گزینه‌های ایده‌آل برای نسل جدید این تجهیزات مبدل شود. سنسورهای فشار، ابزارهای تشخیصی بسیار ارزشمندی برای کاربردهای پزشکی به شمار می‌روند که به‌منظور اندازه‌گیری تغییرات فشارهای مکانیکی مختلف، مانند ضربان نبض یا تغییرات بلعیدن در قربانیان سکته مغزی استفاده می‌شود. یک سنسور فشار، با تشخیص این تغییر مکانیکی و تبدیل آن به یک سیگنال الکتریکی متناسب کار می‌کند و در نتیجه، نوعی مبدل مکانیکی- الکتریکی محسوب می‌شود. با این حال، سنسورهای فعلی عمدتاً از فویل‌های فلزی ساخته شده‌اند که از نظر یک تجهیز پوشیدنی، محدودیت‌هایی در قابلیت انعطاف‌پذیری و حساسیت دارند.

پروفسور جاناتان کلمن (Jonathan Coleman)، سرپرست این تیم تحقیقاتی، مدعی است که حسگرهای نانوکامپوزیتی جدید را می‌توان با هزینه‌ای پایین تولید نمود. وی در این خصوص می‌گوید: «ما قبلاً نانو کامپوزیت‌های گرافنی را با پلیمرهایی مانند آنچه در نوارهای لاستیکی وجود دارد، تولید کردیم. نوآوری جدید، استفاده از G-Putty، نوعی گرافن بسیار قابل‌انعطاف است که پس از تبدیل به ترکیبی از جوهر چاپ، دارای خواص مکانیکی و الکتریکی عالی خواهد بود. جوهرهای ما، این مزیت را دارند که با استفاده از روش‌های چاپ صنعتی، از چاپ روی صفحه گرفته تا رسوبات آئروسل و مکانیکی، به دستگاهی کاربردی مبدل می‌شوند. یک مزیت دیگر این فناوری، هزینه پایین آن است که امکان کنترل پارامترهای مختلفی را در طول فرآیند تولید فراهم می‌آورد».

گفتنی است، روند فعلی در بازار جهانی تجهیزات پزشکی، نشان می‌دهد که سنسورهای شخصی، قابل تنظیم و پوشیدنی که می‌توانند به راحتی در لباس‌ها تعبیه شده یا روی پوست قرار گیرند، به شدت مورد توجه می‌باشند. در سال 2020 میلادی، بازار تجهیزات پزشکی پوشیدنی، در حدود 16 میلیارد دلار برآورد شده و انتظار می‌رود که در سال‌های آتی هم، رشدی قابل‌توجه به‌ویژه در دستگاه‌های کنترل از راه دور و نظارت بر تناسب‌اندام و سبک زندگی داشته باشیم. با توجه به بازار قابل توجه پیش روی این فناوری‌ها، تیم تحقیقاتی امبر هم، به‌شدت به تبدیل نتایج پژوهش‌های علمی خود به محصولات کاربردی علاقه‌مند است. یکی از اعضای تیم در این خصوص می‌گوید: «توسعه این سنسورها، یک گام قابل‌توجه برای پیشرفت دستگاه‌های تشخیصی پوشیدنی بوده که می‌توانند به صورت سفارشی چاپ شده و به راحتی بر روی پوست بیمار نصب شوند. ما در حال بررسی برنامه‌هایی برای نظارت بر تنفس و نبض بیمار، حرکت مفاصل، راه رفتن و همچنین، دردهای اولیه زایمان هستیم. از آنجا که سنسورهای ما از حساسیت و پایداری لازم برخوردار بوده و قابلیت چاپ الگوهای سفارشی بر روی لایه‌های قابل‌انعطاف و پوشیدنی را دارند، می‌توانیم آن‌ها را متناسب با کاربردهای مختلف تنظیم کنیم. روش‌های مورد استفاده برای تولید این دستگاه‌ها، کم‌هزینه بوده و به سادگی مقیاس‌پذیر می‌باشند».

لازم به ذکر است که با توجه به گواهی تأیید مفهومی اعطا شده از سوی شورای تحقیقات اروپا، ساخت نمونه اولیه و تبدیل آن به یک محصول تجاری آغاز شده است. هدف نهایی، شناسایی سرمایه‌گذاران بالقوه و شرکای صنعتی است تا بتوان فناوری را به یک گزینه بالقوه برای کاربردهای تفریحی و پزشکی مبدل نمود.

مرجع: «Nanowerk»