שתף קטע נבחר
 

ה"קעקוע" שיעקוב אחר משתנים פיזיולוגיים בגוף

חוקרים מהטכניון, שפיתחו את המערכת, הסבירו כי ההתקן מפגין יכולות חישה ואבחנה של גירויים פיזיקליים וכימיים - טמפרטורה, לחות, אור וחלקיקים אורגניים נדיפים - ברזולוציה גבוהה של זמן ומרחב

חוקרים מהטכניון פיתחו מערכת חישה חדשנית המסוגלת לזהות גירויים שונים ולהבחין ביניהם. המערכת מבוססת על דיו מוליך. המערכת העשויה נייר מקופלת בצורה ייחודית המאפשרת את תפעולה המיטבי מבחינת אלקטרונית ומבחינה כימית - ומכאן שמה "אלקטרוניקת אוריגמי". החוקרים גילו גם כי הדיו המיוחד שפיתחו נצמד היטב לעור, וכך יאפשר יצירה של קעקועי ניטור שיעקבו אחר משתנים פיזיולוגיים בגוף האדם.

 

תמונות ממיקרוסקופ אלקטרונים חודר: החומרים הננומטריים המרכיבים את הסוגים השונים של הדיו החכם (צילום: דוברות הטכניון)
תמונות ממיקרוסקופ אלקטרונים חודר: החומרים הננומטריים המרכיבים את הסוגים השונים של הדיו החכם(צילום: דוברות הטכניון)

תמונות ממיקרוסקופ אופטי: נייר (משמאל) וחומר גמיש הבנוי מקפטון, מצופים בחומר המיוצר מאנלוגים של מלנין (צילום: דוברות הטכניון)
תמונות ממיקרוסקופ אופטי: נייר (משמאל) וחומר גמיש הבנוי מקפטון, מצופים בחומר המיוצר מאנלוגים של מלנין(צילום: דוברות הטכניון)

 

את המחקר, שהתפרסם בכתב העת Nature Communications, הובילו פרופ' חוסאם חאיק מהפקולטה להנדסה כימית ע"ש וולפסון בטכניון וד"ר מין דזאנג, שעשה בהנחייתו את הפוסט-דוקטורט. ד"ר דזאנג הוא כיום פרופסור חבר ב- East China Normal University.

 

פרופ' חאיק הסביר על הפיתוח: "כיום יש דרישה משמעותית למערכות חישה רב תכליתיות למטרות ייעודיות. למערכות כאלה יש יישומים פוטנציאליים ברפואה, בלוחמה בטרור, בבטיחות מזון, בניטור הסביבה, ב'אינטרנט של הדברים' ועוד. הבעיה היא שטכנולוגיות הניטור הקיימות היום מאופיינות בחסרונות רבים ובהם עלות גבוהה".

טיפות תחמוצת הגרפין לאחר הזרקתן, ומדידת התנגדותן החשמלית (צילום: דוברות הטכניון)
טיפות תחמוצת הגרפין לאחר הזרקתן, ומדידת התנגדותן החשמלית(צילום: דוברות הטכניון)

 

בטכניון אמרו כי האתגר שעמד בפני החוקרים הוא פיתוחה של מערכת אחת, שתהיה רגישה מספיק כדי לזהות גירויים שונים ולהבחין ביניהם. את הפתרון, לדברי החוקרים, הם פיתחו בהשראת הטבע. "מערכת החישה האנושית היא מכלול השולח את כל נתוני החושים אל המוח בפורמט שהמוח מבין. זו ההשראה לפיתוח שלנו, שנועד לרכז במקום אחר את כל נתוני הסביבה שאנחנו רוצים לנטר. זו בעצם מערכת חישה רב-תכליתית הקולטת את הגירויים ומבחינה ביניהם", אמר פרופ' חאיק.

קבוצת המחקר של פרופ' חאיק. מימין לשמאל: יאנה מילוטין (חוקרת), פרופ׳ חוסאם חאיק, הדוקטורנט יהוא חורב, ד״ר ויקי קלופר (חוקרת), הדוקטורנט מוחמד ח׳טיב, עלאא גארא (חוקר) ומהנדס המעבדה ולאא סליבא (צילום: דוברות הטכניון)
קבוצת המחקר של פרופ' חאיק. מימין לשמאל: יאנה מילוטין (חוקרת), פרופ׳ חוסאם חאיק, הדוקטורנט יהוא חורב, ד״ר ויקי קלופר (חוקרת), הדוקטורנט מוחמד ח׳טיב, עלאא גארא (חוקר) ומהנדס המעבדה ולאא סליבא(צילום: דוברות הטכניון)

פרופ׳ חוסאם חאיק (מימין) וד״ר מין דזאנג (צילום: דוברות הטכניון)
פרופ׳ חוסאם חאיק (מימין) וד״ר מין דזאנג(צילום: דוברות הטכניון)

 

המערכת קרויה OHSA. למעשה זהו מערך חיישנים הנכתב על אובייקט היעד בדיו מוליך שפיתחו שני החוקרים. ההתקן מפגין יכולות חישה ואבחנה של גירויים פיזיקליים וכימיים - טמפרטורה, לחות, אור וחלקיקים אורגניים נדיפים - ברזולוציה גבוהה של זמן ומרחב. ראוי לציין שניטור חלקיקים נדיפים עשוי להועיל במגוון תחומים ובהם אבחון רפואי וניטור חומרים מסוכנים.

 

בטכניון אמרו כי יתרונותיו של הדיו הייחודי רבים: מחירו הנמוך, האפשרות לייצרו בכמויות גדולות ופשטות היישום שלו על משטחי היעד. החוקרים ערכו ניסויים שכללו קבוצות בקרה (דיו בהרכבים אחרים) והראו שהדיו הייעודי נצמד יפה לחומרים כגון רדיד אלומיניום, זכוכית, נייר צילום, קפטון (סרט הדבקה למעגלים מודפסים), ניטריל (החומר המשמש לייצור כפפות חד-פעמיות) ו-PDMS (משמש לבניית עדשות מגע, בטכנולוגיות רפואיות ובקוסמטיקה). יותר מכך, הוא מאפשר כתיבה על עור האדם ועל ציפורניים במעין קעקוע מוליך, עמיד למים – מה שעשוי לאפשר למשל ניטור מתמיד של משתנים פיזיולוגיים רלוונטיים.

 

פרופ' חאיק סיכם: "המערכת שלנו מזהה את 'טביעות האצבע' של גירויים כימיים ופיזיקליים שונים ומספקת מידע עליהם. עלותה הנמוכה תאפשר את הטמעתה במקומות רבים, לרבות אזורים עניים, למטרות רפואיות ואחרות."

 

למאמר המלא:

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09070-8

 

 

לפנייה לכתב/ת
 תגובה חדשה
הצג:
אזהרה:
פעולה זו תמחק את התגובה שהתחלת להקליד
צילום: דוברות הטכניון
תמונות ממיקרוסקופ אופטי
צילום: דוברות הטכניון
מומלצים