Marcus O’Mara และเพื่อนร่วมงานของ University of Sussex ในสหราชอาณาจักรได้พัฒนาเซ็นเซอร์วัดความเครียดที่สามารถวัดได้ตั้งแต่การสัมผัสขนนกไปจนถึงการกระแทกอย่างแรง อุปกรณ์ดังกล่าวอ้างว่าเป็นเซ็นเซอร์วัดความเครียดที่ละเอียดอ่อนที่สุดในโลก โดยใช้เทคนิคการประมวลผลที่สร้างเครือข่ายของแผ่นนาโนกราฟีนในเมทริกซ์พอลิเมอร์ที่มีความยืดหยุ่นสูง ความไวของวัสดุ
นี้เหนือสายพันธุ์ที่หลากหลายอาจทำให้เหมาะ
สำหรับการใช้งานที่หลากหลายในด้านต่างๆ เช่น การดูแลสุขภาพและวิทยาการหุ่นยนต์ Polydimethylsiloxane เป็นพอลิเมอร์ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ โปร่งใส และทนทาน ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานตั้งแต่การดูแลสุขภาพไปจนถึงวิศวกรรมการบินและอวกาศ ความยืดหยุ่นสูงของวัสดุนี้ยังมีประโยชน์ในเซ็นเซอร์ความเครียดรุ่นล่าสุด ซึ่งแสดงความต้านทานไฟฟ้าที่แตกต่างกันเมื่ออยู่ภายใต้ความเครียดเนื่องจากวัสดุนาโนที่นำไฟฟ้าที่ฝังอยู่ เช่น กราฟีนและอนุภาคนาโนเงิน อย่างไรก็ตาม การบิดตัวของโมเลกุลภายในวัสดุทำให้ยากต่อการกระจายโครงสร้างนาโนอย่างเท่าๆ กัน และจนถึงตอนนี้ยังขัดขวางไม่ให้ PDMS ค้นพบการใช้งานจริงในการตรวจจับ
น้ำมันและน้ำตอนนี้ O’Mara และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาเทคนิคการประมวลผลที่เกี่ยวข้องกับส่วนผสมของน้ำมันและน้ำที่ทำให้เสถียรโดยอนุภาคที่เป็นของแข็ง ซึ่งจะติดอยู่ที่ส่วนต่อประสานระหว่างหยดเพื่อสร้างโครงสร้างที่เป็นของแข็ง ในกรณีนี้ นักวิจัยได้รวบรวมแผ่นนาโนกราฟีนเพื่อทำให้หยดน้ำมันที่มีโมเลกุล PDMS เสถียร ด้วยการปรับสภาพการประมวลผลอย่างละเอียด พวกมันสามารถเปลี่ยนแปลงโครงสร้างโมเลกุลของวัสดุที่เป็นผลลัพธ์เพื่อผลิตฟิล์มที่มีความยืดหยุ่นสูงอย่างต่อเนื่องและต่อเนื่องซึ่งมีกราฟีนนาโนชีตที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าจำนวนมาก
เซ็นเซอร์ความเครียดที่ใช้กราฟีนสามารถตรวจจับการสัมผัสของขนนกได้วัสดุที่ได้แสดงความสัมพันธ์แบบทวีคูณที่แข็งแกร่งระหว่างความเครียดและความต้านทานไฟฟ้า สิ่งนี้ทำให้มีความไวต่อสายพันธุ์ตั้งแต่ต่ำกว่า 0.1% ถึงมากกว่า 80% ซึ่งเปลี่ยนความต้านทานของวัสดุไปมากกว่าหนึ่งล้าน สิ่งนี้แสดงถึงการปรับปรุงที่สำคัญเหนือเซ็นเซอร์ความเครียดขั้นสูงส่วนใหญ่ในปัจจุบัน ซึ่งความไวและช่วงมักจะต้องเสียสละเพื่อรักษาความแม่นยำและความน่าเชื่อถือ
วัสดุจาก PDMS ที่ผลิตโดยทีมงานของ O’Mara
สามารถยืดความเครียดได้สูงขึ้นถึง 80 เท่า และบรรลุการเปลี่ยนแปลงความต้านทานได้มากถึง 100 เท่า ซึ่งเป็นจำนวนที่มากที่สุดที่เคยรายงานมา เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ปัจจุบัน การปรับปรุงที่สำคัญดังกล่าวอาจทำให้วัสดุเป็นเซ็นเซอร์วัดความเครียดในอุดมคติในการใช้งานที่หลากหลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการดูแลสุขภาพ ซึ่งการวัดความเครียดที่ละเอียดอ่อนมีความสำคัญอย่างยิ่งในการตรวจสอบอัตราการเต้นของหัวใจ การเคลื่อนไหวของหน้าอก การงอข้อต่อ และการช่วยหายใจของผู้ป่วย ที่อื่นๆ วัสดุนี้สามารถรวมเข้ากับเทคโนโลยีที่สวมใส่ได้เพื่อติดตามประสิทธิภาพการเล่นกีฬา และอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าครั้งใหม่ใน “หุ่นยนต์นุ่ม” ที่จำลองคุณสมบัติของระบบชีวภาพ
ในขณะที่ไฟ LED สามารถผลิตแสงยูวีความยาวคลื่นสั้นได้ แต่ส่วนประกอบนั้นไม่มีจำหน่ายทั่วไปในเชิงพาณิชย์เนื่องจากความท้าทายทางเทคโนโลยีที่หลากหลาย ในการศึกษาของพวกเขา ทีม FBH และ TUB ได้พัฒนาอุปกรณ์ต้นแบบที่รวมเอาเทคโนโลยี LED ที่เกิดขึ้นใหม่ มี LED 118 ดวงกระจายอยู่ทั่วพื้นที่ 64 ซม. 2และปล่อยแสงยูวีที่ความยาวคลื่นประมาณ 230 นาโนเมตร การตั้งค่านี้ให้กำลังการฉายรังสีสูงสุด 0.2 mW/cm2 บนพื้นที่ 36 ซม. 2โดยมีความสม่ำเสมอ 90%
การประเมินความเสียหายของ DNAขณะนี้นักวิจัยจะประเมินประสิทธิภาพของอุปกรณ์โดยใช้ตัวอย่างเนื้อเยื่อของผิวหนังและเยื่อเมือก อย่างหลังคือเยื่อบุอ่อนที่พบในโพรงจมูกและด้านหลังลำคอ ซึ่งเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของเชื้อโรคอันตรายหลายชนิด จากการทดสอบเหล่านี้ พวกเขาหวังว่าจะสามารถระบุขอบเขตของความเสียหายต่อ DNA ที่เกิดจากปริมาณแสงที่แตกต่างกันได้ พวกเขายังจะเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อโรคของรังสีเมื่อเปรียบเทียบกับแสงยูวีชนิดอื่นที่ความยาวคลื่นอื่น
ศักยภาพของแสงอัลตราไวโอเลตไกลสำหรับการระบาดใหญ่ครั้งต่อไป
นักวิจัยเชื่อว่าอุปกรณ์ของพวกเขาสัญญาว่าจะนำเสนอการปรับปรุงด้านความปลอดภัยอย่างมีนัยสำคัญสำหรับแนวทางที่ใช้รังสีอัลตราไวโอเลตก่อนหน้านี้ เนื่องจากไฟ LED ที่เกี่ยวข้องมีแรงดันไฟฟ้าต่ำ และให้ความร้อนหรือความเครียดเพียงเล็กน้อยต่อผิวหนัง พวกเขาหวังว่าข้อมูลเชิงลึกของพวกเขาอาจนำไปสู่อุปกรณ์ขนาดเล็กที่สามารถรวมเข้ากับกล้องเอนโดสโคปได้ในไม่ช้า ซึ่งช่วยให้สามารถฆ่าเชื้อโรคในช่องปากขนาดเล็กซึ่งเข้าถึงได้ยากกว่า บางทีที่สำคัญที่สุด มันยังช่วยให้แพทย์สามารถยับยั้งไวรัส SARS-CoV-2 ที่รับผิดชอบต่อ COVID-19 ในลำคอ ซึ่งเป็นจุดที่มันเริ่มทำซ้ำในครั้งแรก
การพัวพัน – ผลกระทบทางกลควอนตัมล้วนๆ ที่ช่วยให้อนุภาคตั้งแต่สองตัวขึ้นไปมีความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดกว่าที่ฟิสิกส์คลาสสิกอนุญาต – สามารถอยู่รอดได้ในอุณหภูมิสูงและสภาพแวดล้อมที่วุ่นวาย การค้นพบที่ไม่คาดคิดนี้จากนักวิจัยที่ ICFO ในบาร์เซโลนา ประเทศสเปน อาจหมายความว่าเทคโนโลยีควอนตัมแบบพัวพัน ซึ่งก่อนหน้านี้คิดว่าจะทำงานได้เฉพาะในสภาวะที่เย็นและมีเสียงรบกวนต่ำ อาจทำงานในสภาพแวดล้อมที่ “ร้อนและยุ่งเหยิง” ได้เช่นกัน
การพัวพันกันของควอนตัมเป็นกระบวนการที่อนุภาคอย่างเช่น โฟตอน เชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก เช่น ถ้าตัวหนึ่งมีโพลาไรซ์ในแนวตั้ง อนุภาคอื่นก็จะถูกโพลาไรซ์ในแนวนอนเสมอ ดังนั้น โดยการวัดโพลาไรเซชันของโฟตอนหนึ่งคู่ เราจะตรวจสอบโพลาไรซ์ของอีกโฟตอนในทันที ไม่ว่าพวกมันจะห่างกันแค่ไหน ครั้งหนึ่งเคยคิดว่าเป็นเรื่องแปลกหรือไร้สาระของโลกควอนตัม “การกระทำที่น่ากลัวในระยะไกล” ตามที่อัลเบิร์ตไอน์สไตน์เรียกมันว่าขณะนี้กำลังถูกเอารัดเอาเปรียบในการเข้ารหัสควอนตัมและระบบการสื่อสารควอนตัมตลอดจนเซ็นเซอร์ที่ใช้ในการตรวจจับ คลื่นความโน้มถ่วง
รัฐที่พันกันมักถูกมองว่าเปราะบางอย่างยิ่ง แม้แต่สิ่งรบกวน (หรือเสียงรบกวน) ที่น้อยที่สุดในสภาพแวดล้อมก็สามารถทำให้เกิดอนุภาคที่พันกันเพื่อ “แยกตัว” ผ่านการโต้ตอบแบบสุ่ม ทำให้สิ่งพัวพันหายไป เทคโนโลยีควอนตัมในปัจจุบันมักจะทำงานที่อุณหภูมิต่ำมาก และนักออกแบบของพวกเขาพยายามอย่างมากที่จะแยกระบบควอนตัมออกจากกัน
กลยุทธ์ที่ตรงกันข้าม
นัก วิจัยของ ICFOที่นำโดยMorgan Mitchellได้แสดงให้เห็นว่ากลยุทธ์ที่ตรงกันข้าม – ส่งเสริมการโต้ตอบแบบสุ่มอย่างแข็งขัน – สามารถช่วยสร้างและรักษาความพัวพันได้เช่นกัน ในการทดลอง พวกเขาให้ความร้อนแก่กลุ่มของรูบิเดียม-87 ( 87 Rb) ที่ 450 K ทำให้เกิดไอของอะตอมอัลคาไลร้อน พวกเขาพบว่าอะตอมแต่ละตัวในไอนี้ไม่ได้ถูกแยกออก แต่ชนกันทุกๆ 20 ไมโครวินาที การชนกันแต่ละครั้งทำให้อิเล็กตรอนหมุนไปในทิศทางแบบสุ่ม ทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก
Credit : experiencethejoy.net expertlistbuilding.com fairytalefavors.net fioredicappero.com forumperekur.com
