به گزارش آردی نیوز و به نقل از سایتک دیلی، گروهی از محققان دانشگاه “ماساچوست آمهرست”(Amherst) یک حسگر زیست الکترونیکی با عملکرد بالا ساخته‌اند.
مطالعه این گروه که در مجله NanoResearch منتشر شده است، نشان داد که آنها حسگرهای بیوالکترونیکی گاز آمونیاک ساخته‌اند که از حساس‌ترین حسگرهایی است که تاکنون ساخته شده است.
این حسگر از نانوسیم‌های پروتئینی رسانای بار الکتریکی بهره می‌برد که از باکتری “Geobacter” استفاده می‌کند تا مواد بیولوژیکی دستگاههای الکتریکی را فراهم کند.
بیش از ۳۰ سال پیش”درک لاولی” نویسنده این مطالعه و میکروبیولوژیست ارشد دانشگاه “آمهرست” این باکتری را در گِل یک رودخانه کشف کرد. این میکروب‌ها رشته‌های پروتئینی مانند مو را پرورش می‌دهند که به عنوان “سیم” در مقیاس نانو کار می‌کنند تا اقدامات لازم برای تغذیه خود و ارتباط با سایر باکتری‌ها را منتقل کنند.
“الکساندر اسمیت” دانشجوی دکترای مهندسی زیست پزشکی می‌گوید این اولین حسگر در نوع خود را برای اندازه گیری آمونیاک طراحی کرده‌اند، زیرا این گاز برای کشاورزی، محیط زیست و زیست پزشکی مهم است.
به عنوان مثال، وجود آمونیاک در تنفس انسان ممکن است علامت بیماری باشد، در حالی که در پرورش طیور، مقدار این گاز برای سلامت و آسایش پرندگان باید به دقت نظارت و کنترل شود تا از عدم تعادل خوراک و ضرر به تولید جلوگیری شود.
“یائو” یکی دیگر از محققان این مطالعه می‌گوید: این حسگر به ما امکان می‌دهد تا با حساسیت و دقت بالایی آمونیاک را اندازه‌گیری کنیم و بسیار بهتر از حسگرهای الکترونیکی قبلی است. من هر وقت آزمایش جدیدی را با آن انجام می دهم، شگفت زده می‌شوم. ما انتظار نداشتیم که به این خوبی کار کند. من واقعاً فکر می‌کنم که این حسگر می‌تواند تأثیر مثبتی بر جهان بگذارد.
“اسمیت” می‌گوید حسگرهای الکترونیکی موجود اغلب دارای حساسیت محدود یا کمی هستند و مستعد مداخله سایر گازها هستند. وی علاوه بر عملکرد برتر و کم هزینه بودن این حسگر، بر قابل تجزیه و زیست تخریب پذیر بودن آن و عدم تولید زباله‌های الکترونیکی اشاره می‌کند.
اسمیت می‌گوید: هنگامی که این نانوسیم‌ها را در معرض آمونیاک قرار دادیم، نتیجه بسیار قابل توجه بود. ما دریافتیم که می‌توانیم حسگرها را به روشی تنظیم کنیم که این واکنش قابل توجه را نشان دهند. آنها به آمونیاک بسیار حساس هستند و نسبت به سایر ترکیبات واکنشی ندارند. بنابراین این حسگرها می‌توانند بسیار خاص باشند.
“لاولی” افزود: این نانوسیم‌ها بسیار پایدار هستند و مدت زیادی کار می‌کنند. این حسگر بعد از ماه‌ها استفاده همچنان مستمر و قوی عمل و بسیار خوب کار می‌کند که قابل توجه است.
“یائو” می‌گوید: این نانوسیم‌های پروتئینی همیشه برای من شگفت آور هستند. این کاربرد جدید از آنها در یک منطقه کاملاً متفاوت از آنچه قبلاً کار کرده بودیم، است.
پیش از این، این گروه از نانوسیم‌های پروتئینی برای برداشت انرژی از رطوبت و استفاده از آنها به عنوان ممریستور(مقاومت حافظه دار) برای محاسبات بیولوژیکی استفاده کرده بود.
“لاولی” می‌افزاید: این اولین اثبات ایده برای حسگر نانوسیم پروتئینی است. ما پس از بازگشت به آزمایشگاه، حسگرهایی را برای ترکیبات دیگر ایجاد خواهیم کرد و در حال تلاش برای تنظیم آنها برای مجموعه ای از ترکیبات دیگر هستیم. /ایسنا