ابداع یک ماده آلی نیمه رسانا برای ساخت نسل نو حسگرهای زیستی - مجله نماشو

به گزارش خبرنگاران و به نقل از فیز، پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ملک عبدالله (KAUST)، یک ماده آلی نیمه رسانا ابداع نموده اند که در مقایسه با گزینه های موجود برای ساخت نسل بعدی حسگرهای زیستی، عملکرد بهتری دارد. این نخستین پژوهشی به تعداد می رود که بر بعضی از چالش های اساسی در ابداع این پلیمر غلبه می نماید.

در حال حاضر، کوشش های بسیاری برای پژوهش در خصوص انواع تازه حسگرهای زیستی صورت می گیرد که با بدن در تعامل مستقیم قرار می گیرند تا به شناسایی مواد بیوشیمیایی اصلی بپردازند و مانند شاخص سلامتی و بیماری عمل نمایند.

رواد هلانی (Rawad Hallani)، از پژوهشگران این پروژه گفت: برای این که یک حسگر با بدن سازگار باشد، ما باید از مواد آلی نرم استفاده کنیم که ویژگی های مکانیکی آنها با ویژگی بافت های بیولوژیکی مطابقت دارد.

این پلیمر برای استفاده در ابزارهای موسوم به ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی (OECTs) طراحی شده است. پلیمر برای استفاده در این ابزارها باید به یون ها و ترکیبات بیوشیمیایی ویژه اجازه دهد تا به آن نفوذ نمایند و به تعدیل ویژگی های الکتروشیمیایی نیمه رسانای آن بپردازند.

هلانی ادامه داد: نوسان در ویژگی های الکتروشیمیایی، همان چیزی است که ما به اسم سیگنال خروجی ترانزیستورهای الکتروشیمیایی آلی مقدار گیری می کنیم.

پژوهشگران در این پروژه مجبور شدند تا با چندین چالش شیمیایی مقابله نمایند زیرا حتی تغییرات جزئی در ساختار پلیمر می تواند تاثیر قابل توجهی بر عملکرد آن داشته باشد. بسیاری از گروه های پژوهشی دیگر هم برای ساختن این پلیمر ویژه کوشش نموده اند اما این گروه پژوهشی، نخستین گروهی هستند که پیروز به انجام دادن این کار شده اند.

نوآوری آنها، مبتنی بر پلیمرهایی موسوم به پلی تیوفن (Polythiophene) به همراه گروه های شیمیایی موسوم به گلیکول (Glycol) است که اتصال آنها در شرایط کنترل شده صورت می گیرد. یکی از جنبه های کلیدی پیروزیت این پژوهش، درک نحوه کنترل محل گروه های گلیکول از راه هایی است که پیشتر دست نیافتنی بودند.

هلانی گفت: گاهی اوقات، آنچه عملکرد مواد را بهینه می نماید، می تواند بر پایداری آنها تاثیر منفی بگذارد؛ بنابراین باید ویژگی های الکترونیکی پلیمر را به خاطر بسپاریم.

پژوهشگران برای دستیابی به طراحی درست، از یک مدل پیچیده شیمی محاسباتی استفاده کردند. آنها بعلاوه، تحلیل ویژه پراکندگی پرتو ایکس و میکروسکوپ الکترونی را به کار بردند تا بر ساختار پلیمرها نظارت نمایند. این روش ها نشان داد که مکان گروه های گلیکول چگونه بر ریزساختار ماده و ویژگی های الکترونیکی آن تاثیر می گذارد.

این پژوهش، در Journal of the American Chemical Society به چاپ رسیده است.