ساخت آزمایشگاه روی تراشه با فناوری طیف‌سنجی نوری تراهرتز

تاریخ : ۰۶ تیر ۱۴۰۱

تعداد بازدید : ۱۵۴

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

با استفاده از طیف‌سنجی نوری تراهرتز، تراشه‌ای در ابعاد بسیار کوچک ساخته شده است که می‌توان از آن برای شناسایی مقادیر بسیار کم از مواد در سیال استفاده کرد.

در مقاله‌ای با عنوان I-design terahertz microfluidic chip for attomole-level sensing" که در نشریه Journal of Physics: Photonics به چاپ رسیده است، محققان مؤسسه مهندسی لیزر در دانشگاه اوزاکا جزئیات مربوط به ساخت این حسگر را تشریح کردند.

 

در این حسگر که نوعی آزمایشگاه روی تراشه است، از سیستم طیف‌سنجی نوری تراهرتز  استفاده شده که ناحیه حسی معادل سطح مقطع فقط پنج تار موی انسان دارد.

 

این حسگر که با نام I-design شناخته می‌شود با اندازه‌گیری تغییر در طول موج منبع تابش تراهرتز، می‌توان غلظت حتی کمی از آلاینده‌های محلول را در یک قطره کوچک آب اندازه‌گیری کرد. I-design  شامل یک نوار فلزی با یک شکاف با ابعاد میکرومتری است که توسط نوارهای فلزی دیگر ساندویچ شده است. این آرایه‌های دوره‌ای در یک ردیف از پنج واحد قرار می‌گیرد، که نوعی "متا اتم" را تشکیل می‌دهد، که در آن حداکثر انتقال نوری بر اساس وجود آلودگی مولکول‌های محلول متفاوت است.

 

توسعه این فناوری می‌تواند منجر به ساخت حسگرهای قابل حمل برای کاربردهایی مانند تشخیص زودهنگام بیماری‌ها، تولید دارو و نظارت بر آلودگی آب شود. توسط یک پرتو لیزر فمتوثانیه پالسی منبع کوچکی از نور تراهرتز ایجاد می‌شود که یک حالت میدان الکتریکی کاملاً محدود را در مناطق شکاف ایجاد می‌کند. هنگامی که میکروکانال ایجاد شده در فضای بین نوارهای فلزی با محلول نمونه پر می شود، این دستگاه فرکانس رزونانس را اصلاح می‌کند.

 

در این پروژه محققان از یک منبع تابش اختصاصی تراهرتز در یک تراشه میکروسیال حاوی ساختار فراماده‌ای برای تعیین میزان آلودگی در آب استفاده کرده‌اند. کازونوری سریتا از محققان این پروژه می‌گوید: «با استفاده از این سیستم آزمایشگاه روی تراشه، ما می‌توانیم تغییرات جزئی در غلظت مقادیر کمی از اتانول، گلوکز یا مواد معدنی در آب را با اندازه گیری تغییر در فرکانس‌های تشدید تشخیص دهیم.»

 

ماسایوشی تونوشی، نویسنده ارشد این مقاله می‌گوید: «ما موفق شدیم فقط 472 اتم از ماده را در محلول‌هایی با حجم کمتر از 100 پیکولیتر شناسایی کنیم، که ده برابر بهتر از تراشه‌های میکروسیال موجود است».

 

این کار می تواند منجر به پیشرفت ‌ای قابل توجهی در حسگر قابل حمل، هم از نظر حساسیت و هم از نظر مقدار مایع مورد نیاز شود.

منبع : https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=60952.php

نظر شما