Сверхчувствительные микродатчики потока

Группа исследователей разработала тонкий сверхчувствительный датчик потока, который может иметь большое значение для медицинских исследований.

Датчики расхода, также известные как расходомеры, используются для измерения скорости потоков жидкости или газа. Скорость потока биожидкости является ключевым физиологическим параметром, но существующие датчики потока либо громоздки, либо им не хватает точности и стабильности. Новый датчик потока основан на графене — одном слое атомов углерода, расположенных в сотовой решетке — для извлечения заряда из непрерывного водного потока. Это явление обеспечивает эффективную стратегию измерения расхода с автономным питанием и обеспечивает ключевые показатели производительности в сотни раз выше, чем у других электрических подходов.

Графеновый датчик потока может обнаруживать скорость потока от микрометра в секунду — менее четырех миллиметров в час — и обладает потенциалом для выявления минимальных изменений кровотока в капиллярных сосудах. Производительность графенового датчика потока была стабильной в течение более полугода.

Устройство имеет автономное питание и может быть имплантировано для долгосрочного мониторинга биожидкостного потока. Имплантировать микрофлоуметр, подобный этому, в небольшой кровеносный сосуд намного проще и безопаснее, чем существующие флоуметры, которые не подходят для измерения низкого потока и должны быть установлены в более крупный кровеносный сосуд. Ученые и врачи могут счесть это полезным для исследований и клинических применений, таких как мониторинг скорости кровотока в глубоких сосудах головного мозга, чтобы понять работу нейронов, которые контролируют поток крови.

Графен является ключевым материалом при разработке сенсора. Уникальное сочетание присущих графену свойств, таких как сверхвысокая чувствительность, сверхнизкий электрический шум, минимальная контактная электризация с водными растворами, выдающаяся стабильность в химическом и механическом поведении и невосприимчивость к биологическому обрастанию, вместе обеспечивают высокую производительность графена. датчик потока.

Следующие шаги для команды включают интеграцию датчика потока в автономное устройство мониторинга потока и изучение возможностей применения устройства в здравоохранении.