واشینگتن ، ۲۰ آگوست ۲۰۱۷ – از جوراب های هوشمند گرفته تا لباس های تمرینی که نیروی وارده را اندازه گیری می کنند، سنسورهای پوشیدنی بدن در حال تبدیل شدن به آخرین تکنولوژی ضروری هستند. در حال حاضر دانشمندان معتقدند که از ابریشم، یکی از پارچه های پرطرفدار جهان استفاده می‌کنند تا نسل حساس و انعطافپذیری از این دستگاههای چند منظوره ایجاد کنند که تعداد زیادی از عملکردهای بدن را در زمان واقعی نشان می‌دهد. محققان در حال حاضر در دویست و پنجاه و چهارمین ملاقات و نمایش ملی انجمن شیمی آمریکا (ACS) ، این کار خود را ارائه دادند. ACS، بزرگترین جامعه علمی جهان، این جلسه را از روز پنجشنبه برگزار کرد و تقریبا ۹۴۰۰ ارائه در طیف گسترده ای از موضوعات علمی به نمایش گذاشته شد.
دکتر یینگ یینگ ژانگ می گوید: “در حال حاضر یک دنیای کاملی از احتمالات برای سنسورهای ابریشم وجود دارد. ابریشم ماده ایده آل برای ساخت سنسورهایی است که بر روی بدن پوشیده شده اند.یکی از احتمالات پیش بینی شده ما این است که آنها به عنوان یک سیستم بیسیم یکپارچه مورد استفاده قرار گیرند که به پزشکان اجازه می دهد تا به راحتی بیماران را از راه دور نظارت کنند تا بتوانند به نیازهای پزشکی خود سریعتر از همیشه پاسخ دهند.”
مقاله‌ی مرتبط: استفاده از نانوسنسور برای تشخیص تومور‌ها
سنسورهای بدن که معمولا با نیمه هادی ها ساخته می شوند، پتانسیل زیادی برای نظارت بر سلامت انسان را نشان داده اند. اما آنها محدودیتهایی نیز دارند برای مثال، سنسورهای فشار، که تغییرات در نیرو را اندازه گیری می کنند، نمی توانند در آن واحد هم بسیار حساس و هم بسیار بسط یافتنی باشند. ابریشم، یک ماده طبیعی است که از فولاد قوی تر و از نایلون انعطاف پذیرتر است و می تواند بر این مشکلات غلبه کند. فیبر نیز سبک وزن و زیست سازگار است. با این حال، ابریشم برق را به خوبی هدایت نمی‌کند. برای حل این چالش، ژانگ و همکارانش در دانشگاه تشینگوا در چین به دنبال راهی برای تقویت هدایت ابریشم بودند تا بتوان از آن در دستگاه های حسگر بدن استفاده کرد.
محققان تصمیم گرفتند دو استراتژی متفاوت را امتحان کنند. در یک رویکرد، آنها از ابریشم در یک محیط گاز بی اثر با درجه حرارتی بین ۱۱۱۲ درجه تا ۵۴۳۲ درجه فارنهایت استفاده کردند. در نتیجه، ابریشم با ذرات گرافیتی که هادی جریان برق هستند، توسط کربن دو نیتروژنه برانگیخته می‌شود. با استفاده از این تکنیک، دانشمندان سنسورهای کششی، سنسورهای فشار و سنسور دو حالته قادر به اندازه گیری دما و فشار همزمان را توسعه دادند.
مقاله‌ی مرتبط: بازگردانی حواس با سنسورها
در رویکرد دیگر، تیم، خوراکی هایی از نانولوله های گرافیتی یا کربن به کرم های ابریشم خورانده است. بعضی از این نانوذرات به طور طبیعی در ابریشم تولید شده توسط کرم وارد شده اند. تا کنون، این روش ، الیاف با هدایت الکتریکی تولید نمی کند، اما محققان هنوز با این تکنیک ها آزمایش می کنند و امیدوارند بتوانند این کار را انجام دهند.بر اساس نتایج اولیه، ژانگ می خواهد راه هایی برای ایجاد یک مجموعه یکپارچه از سنسورهای مبتنی بر ابریشم و خود تقویت کننده کشف کند که بتوانند از ژنراتور های نانو انرژی دریافت کنند . او همچنین پیشنهاد می کند که سنسورهای ابریشم ساخته شده توسط تیمش می‌توانند برای ساختن ربات های واقع گرایانه تر مورد استفاده قرار بگیرند که بتوانند لمس، درجه حرارت و رطوبت را احساس کنند، و حتی بتوانند صداهای مختلف مردم را تشخیص دهند.
