علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
A new soft electronic material for human-machine interfacing
(Technical University of Denmark بواسطة: جامعة الدنمارك التقنية)
ملخص المقالة:
طور باحثو كلية التقنية الصحية بجامعة الدنمارك التقنية مادة “كير-غم ” التي يمكن أن تسهل الدمج شبه المثالي بين الآلات وجسم الإنسان للتشخيص والعلاج، ولديها القدرة على مراقبة الإعاقة الحركية المرتبطة بالاضطرابات العصبية مثل مرض باركنسون. وتتكون هذه المادة من مصفوفة بوليمرية قابلة للتحلل، وأنابيب نانوية طينية مستخرجة من تحت الأرض، ورابط متقاطع أخضر فائق التفاعل. وهي منخفضة التكاليف قابلة للطباعة، وقابلة للتشكيل، وموصلة كهربائيًا، ويتم إنشاؤها عبر مسار قابل للتطوير يخلو من الإجراءات الكيميائية المعقدة والمستهلكة للوقت.
( المقالة )
طور الباحثون في كلية التقنية الصحية بجامعة الدنمارك التقنية [١] مادة جديدة يمكن أن تسهل الدمج شبه المثالي بين الآلات وجسم الإنسان للتشخيص والعلاج.
وقام فريق بحثي في جامعة الدنمارك التقنية يتكون من ماغورزاتا غوسيا پيرتشالا، فيروز بابو كادوموندي ومهدي مهرعلي من فريق المولد الحيوي (TeamBioEngine) بقيادة البروفيسور علي رضا دولاتشاهي-پيروز، بتطوير مادة جديدة – كير-غم (CareGum) – والتي لديها، من بين أشياء أخرى، القدرة على مراقبة الإعاقة الحركية المرتبطة بالاضطرابات العصبية مثل مرض باركنسون.
مادة خضراء ذات خصائص عديدة
محفظة منتجات كير-غم واسعة بشكل لا يصدق مع مآثر مثل نعومة الجلد، فهي قابلة للتمدد حتى 30,000٪ ولديها قدرات الشفاء الذاتي التي تذكرنا بقدرات الأنسجة الطبيعية. وهي قابلة للطباعة، وقابلة للتشكيل، وموصلة كهربائيًا. والجدير بالذكر أن الموصلية الكهربائية تمكن المادة من الاستجابة للمحفزات الخارجية وتقديم المعلومات إلى الدائرة الإلكترونية، بينما تفتح سعة الطباعة سبلًا للتصنيع المخصص للإلكترونيات الحيوية الشخصية.
ويتم إنشاؤها عبر مسار قابل للتطوير يخلو من الإجراءات الكيميائية المعقدة والمستهلكة للوقت. وباختصار، تتكون من مصفوفة بوليمرية قابلة للتحلل، وأنابيب نانوية طينية مستخرجة من تحت الأرض، ورابط متقاطع أخضر فائق التفاعل (حمض التاليك) الذي لا شك أنه حفز براعم التذوق لدى العديد من شاربي النبيذ، لأنه يمنحها مرارة وفاكهة المذاق. ولذلك، تعد كير-غم في الأساس مستشعرًا صديقًا للبيئة وقابل لإعادة التدوير ومنخفض التكلفة (140 دولارًا أمريكيًا / كجم).
التشخيص ووجهات النظر العلاجية
يوضح الاستاذ المساعد علي رضا دولاتشاهي-پيروز: “تعتبر مادة كير-غم في الأساس مستشعرات سايبرغ (Cyborg) [٢] قابلة للتكيف حيويًا. يمكنها ربط أو دمج المواد الاصطناعية والآلات مع جسم الإنسان بطريقة سلسة ومريحة لكل من التشخيص والعلاج. نتصور أن موادنا الجديدة يمكنها أن تُستخدم لفك رموز أنماط الحركة المعقدة التي تلعب دورًا في حركات مختلفة مثل المراقبة في الوقت الفعلي لأولئك الذين تم تجميدهم بسبب المرض. لقد أظهرنا على سبيل المثال أن كير-غم يمكن طباعتها ثلاثية الأبعاد على غلاف من القماش المطاطي لمراقبة حركات اليد”.
ويعمل فريق البحث حاليًا مع الإصدار التالي من المادة، والذي سيكون قادرًا على مراقبة تغيرات درجة الحموضة ودرجة الحرارة بالإضافة إلى المؤشرات الحيوية للمرض، مما يسمح بمزيد من التفاعل بين الإنسان والآلة.
ويقول البروفيسور علي رضا دولاتشاهي-پيروز: “الجسم اندماجي للغاية من وجهة نظر مادية. خذ، على سبيل المثال، الجلد. إنه مادة واحدة، ولكن مع ذلك، يمكنه فعل الكثير مع مجموعة واسعة من الخصائص بما في ذلك المرونة والقدرة على الشفاء الذاتي بالإضافة إلى درجة الحرارة، الإجهاد الميكانيكي، والقدرة على استشعار الإدراك. كير-غم هو نفسه تمامًا. إنه ناعم، مرن، قابل للتكيف، قابل للشفاء، وكاد يكون متحركًا. كير-غم ليس مادة ميتة، إنه حي”.
*تمت الترجمة بتصرف
المصدر :
https://phys.org/news/2021-06-soft-electronic-material-human-machine-interfacing.html
لمزيد من المعلومات: ماغورزاتا كارولاينا پيرتشالا وآخرون، Soft Electronic Materials with Combinatorial Properties Generated via Mussel-Inspired Chemistry and Halloysite Nanotube Reinforcement, ACS Nano (2021). DOI: 10.1021/acsnano.0c09204
الهوامش:
[١] تقع جامعة الدنمارك التقنية (DTU) في مدينة كونغنس لينغبي، على بعد 12 كيلومترًا (7.5 ميل) شمال وسط كوبنهاغن، الدنمارك. وقد تأسست في عام 1829 بمبادرة من هانز كريستيان اورستد، كأول كلية فنية في الدنمارك، وهي مصنفة اليوم ضمن المعاهد الهندسية الرائدة في اوربا. ويكيبيديا. [٢] سايبورغ (Cyborg) هو حافظة للكائن السيبراني والكائن الحي – هو كائن يحتوي على أجزاء من الجسم العضوية وأجزاء الجسم الميكاترونية الحيوية. وقد تمت صياغة هذا المصطلح في عام 1960 من قبل مانفريد كلاينز وناثان س. كلين.