جهاز استشعار إسرائيلي بتقنية النانو للكشف عن المتفجرات

طور باحثون من جامعة تل أبيب جهاز استشعار يتكون من شريحة تحمل مليارات أجهزة الاستشعار النانومترية، كل منها عبارة عن نوع من شعر السيليكون الرقيق، المغطى بمادة تتفاعل مع نوع معين من المتفجرات.

تقريبًا كل مادة تنثر حولها جزيئات فردية تطفو في الهواء من حولنا. كما تترك المتفجرات مثل هذه البصمة، لكن اكتشافها ليس بالأمر السهل، لأنها عبارة عن جزيئات فردية في الهواء تحتوي أيضًا على العديد من جزيئات العديد من المواد الأخرى. الآن طور باحثون من جامعة تل أبيب كاشفًا فريدًا قد يحل المشكلة. وتتكون من شريحة تحمل مليارات أجهزة الاستشعار النانومترية، كل منها عبارة عن نوع من الشعر الرقيق من السيليكون، مغطى بمادة تتفاعل مع نوع معين من المتفجرات. وبسبب الحجم الصغير لهذه المستشعرات، فإن ربط عدد قليل من جزيئات المتفجرات يغير بالفعل التوصيل الكهربائي للمستشعر. وهذا يسمح للنظام بمعرفة عدد الجزيئات المرتبطة بالجهاز بأكمله بدقة تامة، واستنتاج تركيزها. نظرًا لأن كل كاشف من هذا النوع يتضمن مئات من أجهزة الاستشعار لكل نوع من المتفجرات، فإن الجهاز أيضًا أقل عرضة للأعطال من أجهزة الكشف الأخرى (التي تعتمد على مستشعر واحد)، كما أنه حساس حتى لأصغر تركيزات المتفجرات في الهواء - عدة أوامر ويقول الباحثون إن حجمه أكبر من أي كلب بوليسي، وهو قادر على وزن المعلومات الواردة من جميع أجهزة الاستشعار ونقل معلومات إلى مشغليه حول نوع المتفجرات وتركيزها. وقد باع الباحثون حقوق التطوير لشركة تجارية تُدعى Tracense، وهي الآن تقوم باختبارها لجعل الكاشف منتجًا تجاريًا. ويقول البروفيسور فرناندو باتولسكي، رئيس فريق التطوير: "نتوقع أن يتم استخدام هذه الكاشفات بالفعل خلال عام واحد". "من الصعب تقدير القيمة السوقية للكاشف، لأنه حتى الآن لا يوجد كاشف بمثل هذه الإمكانيات، لكني أقدر أننا سننشئ سوقًا جديدًا للتطبيقات والتطبيقات المختلفة، سوقًا قد تصل قيمته إلى مليارات الدولارات ". ويقدر بيتولسكي وزملاؤه أنه من الممكن أن يتم عرض الكاشف للتسويق التجاري خلال عام واحد.

يعد الكشف عن المتفجرات بالفعل تطورًا مهمًا جدًا، ويؤتي ثماره ماليًا، لكن تكنولوجيا الاستشعار التي تم تطويرها في مختبر البروفيسور بيتولسكي يمكن تكييفها مع مجموعة واسعة من التطبيقات الأخرى. وأضاف: "مع وجود مواد أخرى على أجهزة الكشف، يمكن استخدام هذه الكاشفات لكشف الأدوية، والمواد البيولوجية لتشخيص الأمراض، والمواد التي تنبعث منها البكتيريا أو الحشرات، والتطبيقات الزراعية والطبية والأمنية والبيئية. يقول بيتولسكي: "السماء هي الحد". واليوم، يتم تطوير طريقة في مختبره للتشخيص المبكر جدًا للسرطان، من خلال القدرة على امتصاص وتحديد تركيزات منخفضة جدًا من مواد معينة. كما أنهم يحاولون تطوير اختبار شخصي لفعالية العلاج، أي فحص مريض معين للدواء الذي يحقق النتائج الأكثر فعالية في مكافحة الورم.

المقالة البحثية في مجلة Nature Communications