Khoa học - Y dược

Cảm biến graphene dạng lỏng giúp phòng tránh nguy cơ đột tử ở trẻ sơ sinh (31/01/2018)

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Sussex, Anh đã chế tạo thành công cảm biến có khả năng giúp phòng tránh nguy cơ đột tử ở trẻ sơ sinh (SIDS). Thiết bị mới có dạng một ống cao su dẻo bên trong chứa chất lỏng gồm nước, dầu và các hạt graphene.

Graphene có cấu trúc là tấm phẳng dày gồm một lớp các nguyên tử cacbon liên kết với nhau, có tính dẫn điện rất cao. Điều này có nghĩa là chất lỏng chứa trong ống cao su cũng có tính dẫn điện, tuy nhiên, khả năng dẫn điện của nó không ổn định và sẽ thay đổi khi ống cao su bị kéo dãn dù chỉ một chút. Sự thay đổi đó có thể dễ dàng phát hiện được thông qua các chuyển động. 

Tiến sĩ Matthew Large, trưởng nhóm nghiên cứu giải thích: “Cách thức thực hiện thử nghiệm của chúng tôi tương tự như khi bạn trộn sốt salad, bằng cách lắc đều dầu và nước sẽ tạo ra những giọt dung dịch nhỏ li ti trôi trong dung dịch kia do hai chất này không thể trộn lẫn với nhau. Thông thường, các giọt dung dịch tập hợp, kết tụ lại với nhau, và chúng phân tách dần theo thời gian. Chúng tôi đã giải quyết vấn đề này bằng cách bổ sung vật liệu graphene với kích thước chỉ bằng 1 nguyên tử. Tấm graphene bao phủ trên bề mặt các giọt dung dịch và ngăn không cho chúng kết tụ lại với nhau”.

“Khi các hạt bọc graphene tập hợp quanh các giọt chất lỏng, các hạt điện tử có thể di chuyển từ hạt này sang hạt kia, đó là lý do giải thích cho tính dẫn điện của dung dịch. Khi cảm biến bị kéo dãn, các giọt cũng bị chịu lực ép và biến dạng, trong khi đó, các hạt graphene di chuyển ra xa và khiến cho các electrons khó di chuyển xuyên suốt được toàn bộ hệ thống”.

Cảm biến này được gắn trên cơ thể trẻ khi ngủ dưới dạng vòng đeo theo dõi sức khỏe, hoặc cũng có thể được tích hợp vào quần áo, từ đó, giúp theo dõi, giám sát nhịp tim và hô hấp của trẻ sơ sinh, và bật chuông báo động trong trường hợp không nhận được tín hiệu của một trong hai chỉ số này. Công nghệ mới cũng có thể được áp dụng để theo dõi cũng như giúp phòng tránh nguy cơ ngạt thở khi ngủ ở người lớn, hoặc có thể được tích hợp vào quần áo thể thao để giám sát nhịp tim hoặc nhịp thở cho vận động viên trong quá trình vận động.

Độ nhạy của thiết bị mới được ghi nhận hiệu quả hơn so với nhiều công nghệ phát hiện chuyển động tương tự. Bên cạnh đó, các nhà khoa học cho biết cảm biến cũng có thể dễ dàng được đưa vào sản xuất hàng loạt và với chi phí thấp. Nhóm nghiên cứu của trường Đại học Sussex đã hợp tác với công ty Phát triển vật liệu tiên tiến để thương mại hóa công nghệ mới này.

Báo cáo nghiên cứu được đăng trên tạp chí Nanoscale.

Nguồn: P.K.L (NASATI)

Cập nhật ngày: 25/01/2018