آزمایشگاه علوم محیطی روی تراشه کامپیوتری
پژوهشگران ژاپنی در یک تحقیق جدید موفق به ساخت آزمایشگاه بسیار کوچکی با قابلیت سوار شدن روی تراشه های بسیار ریز شده اند. این کار پژوهشی می تواند فواید بسیاری در سنجش های محیطی بسیار دقیق داشته باشد.
محققان دانشگاه اوزاکای ژاپن، یک سیستم میکروسیال ابداع کرده‌اند که می‌تواند غلظت املاح کمیاب را در قطره‌های کوچک مایعات و با استفاده از تکنیکی به نام تابش تراهرتز اندازه‌گیری کند. این ابداع علمی می تواند منجر به تولید دستگاه‌های جدید آزمایشگاهی شود که روی یک تراشه قابل سوارکردن بوده و در نظارت بر کیفیت محیط استفاده شوند.
دانشمندان مؤسسه مهندسی لیزر در دانشگاه اوزاکا نمونه اولیه ای از یک سیستم طیف‌سنجی نوری تراهرتز را با ناحیه حسی معادل سطح مقطع فقط پنج تار موی انسان ایجاد کرده اند.
این سیستم با اندازه‌گیری تغییر در طول موج عبوری منبع تابش تراهرتز، می‌تواند غلظت حتی بسیار کمی از آلاینده‌های محلول را در یک قطره کوچک آب اندازه‌گیری کند.به گزارش سیناپرس، این کار علمی در تولید حسگرهای قابل حمل برای کاربردهایی مانند تشخیص زودهنگام بیماری‌ها، تولید دارو و نظارت بر آلودگی آب استفاده خواهد شد.
فناوری «آزمایشگاه روی تراشه» یک حوزه تحقیقاتی هیجان انگیز است. توانایی آزمایش نمونه‌های بیمار در کنار بالین او یا نظارت بر کیفیت آب در مزرعه با یک دستگاه نظارت قابل حمل بسیار جذاب است. با این حال، دستیابی به حساسیت قوی نسبت به غلظت آنالیت های مورد نظر می تواند دشوار باشد، به خصوص زمانی که نمونه ها از حجم های بسیار ریز مایع تشکیل شده باشند.
اکنون، تیمی از محققان دانشگاه اوزاکا از یک منبع تشعشع اختصاصی تراهرتز در یک تراشه میکروسیال حاوی ساختار فراماده ای برای تعیین کمیت میزان آلودگی در آب استفاده کرده اند.
بنا بر اظهارات آن ها، با استفاده از این سیستم آزمایشگاه روی تراشه، ما می توانیم تغییرات جزئی در غلظت مقادیر کمی از اتانول، گلوکز یا مواد معدنی در آب را با اندازه گیری تغییر در فرکانس های تشدید تشخیص دهیم.به گزارش سیناپرس، این ابداع جدید، که I-design نام گرفته، شامل یک نوار فلزی با یک شکاف به اندازه میکرومتر است که توسط نوارهای فلزی دیگر احاطه یا اصطلاحا ساندویچ شده است.
این دستگاه، یک برنامه کاربردی از فناوری منبع نقطه تراهرتز است که قبلاً در دانشگاه اوزاکا توسعه یافته بود. در این فناوری، منبع کوچکی از نور تراهرتز، یک پرتو لیزر فمتوثانیه ای ایجاد می کند که یک حالت میدان الکتریکی کاملاً محدود را در مناطق شکاف به وجود می آورد.
مجریان این تحقیق در خصوص دقت بالای این سیستم در تشخیص مواد، این گونه می گویند: با این سیستم، ما موفق شدیم فقط 472 اتم املاح را در محلول‌هایی با حجم کمتر از 100 پیکولیتر شناسایی کنیم. این اتفاق، رکوردی بهتر و دقیق تر از تراشه‌های میکروسیال موجود به حساب می آید.
گفتنی است یافته های فوق را نشریه بین المللی Journal of Physics: Photonics منتشر کرده است.