Датчики потока, также известные как расходомеры, представляют собой устройства, используемые для измерения скорости потоков жидкости или газа. Скорость биожидкостного потока является ключевым физиологическим параметром. Проблема в том, что существующие датчики потока либо слишком громоздки, либо им не хватает точности и стабильности. Новый датчик потока, разработанный командой UMass, основан на графене — единственном слое атомов углерода, расположенных в сотовой решетке, для извлечения заряда из непрерывного водного потока. Это обеспечивает эффективную стратегию измерения расхода. Датчик потока из графена определяет скорость потока с точностью до микрометра в секунду и позволяет различать минимальные изменения кровотока в капиллярных сосудах. Он оснащен автономным питанием и обеспечивает ключевые показатели производительности, которые в сотни раз выше, чем у других электрических подобных устройств. Пока срок службы датчика составляет более полугода.
Ученые подчеркивают, что графеновый датчик является первым устройством с автономным питанием и высокой производительностью. Устройство можно имплантировать для долгосрочного мониторинга потока биожидкости. Больше всего расходометр пригодится в здравоохранении. Имплантировать микромонитор потока от ученых из UMass в небольшой кровеносный сосуд намного проще и безопаснее, чем существующие расходомеры. Они не подходят для измерения слабого потока и должны быть установлены в более крупный кровеносный сосуд. Ученые и врачи могут найти его полезным для своих исследований и клинических применений, например, для изучения скорости кровотока в глубоких сосудах мозга. В конечном итоге это поможет лучше понять функционирование нейронов, которые контролируют поток крови.
Графен является ключевым материалом при разработке сенсора. Уникальное сочетание присущих графену свойств — сверхвысокая чувствительность, сверхнизкий электрический шум, минимальная контактная электризация с водными растворами, выдающаяся химическая и механическая устойчивость и невосприимчивость к биообрастанию — вместе обеспечивают высокую производительность расходометра.
В дальнейшем ученые планируют интегрировать датчик потока в автономное устройство и детальнее изучить возможности его применения в здравоохранении.
Читать далее
Физики создали аналог черной дыры и подтвердили теорию Хокинга. К чему это приведет?
Ученые обнаружили мифическую частицу Оддерона
Самое таинственное природное явление. Откуда берется шаровая молния и чем она опасна?