ساخت حسگر پوشیدنی که نیاز به منبع برق ندارد!

محققان مؤسسه ملی علم و فناوری اولسان موفق به ساخت حسگری شدند که می‌تواند بدون نیاز به هیچ منبع برق خارجی و با استفاده از اثر فتوولتائیک، اقدام به شناسایی سیگنال‌های نوری کند. در ساخت این حسگر از نقاط کوانتومی استفاده شده است. چنین حسگری را می‌توان در ادوات پایش سلامتی که قابل پوشیدن است، استفاده کرد.

در مقاله‌ای که این گروه با همکاری محققان دانشگاه ملی سئول در نشریه ACS Nano به چاپ رساندند، نشان دادند که می‌توان از این فناوری برای توسعه ادوات پوشیدنی استفاده کرد.

این نوآوری با توجه به افزایش جمعیت افراد کهنسال در جهان اهمیت زیادی دارد. همچین شیوع ویروس کرونا نشان داد که باید ادوات مراقبت شخصی به سرعت توسعه یابد. حسگرهای مبتنی بر سیلیکون، برای استفاده طولانی‌مدت چندان مناسب نیستند چرا که بسیار سنگین و صلب بوده و به سختی می‌توان تماس دائمی آن‌ها را با پوست برقرار کرد. در نتیجه برای دریافت مستمر سیگنال‌های بیومتریک چندان ایده‌آل نیستند.

جایزه نوبل شیمی امسال به سه دانشمند به دلیل کار پیشگامانه آن‌ها بر روی نقاط کوانتومی داده شد.  این ذرات نیمه‌هادی بسیار کوچک، با اندازه نانومتری، دارای خواص نوری و الکتریکی برتر در مقایسه با نیمه هادی‌های معمولی هستند. این امر جداسازی سریع‌تر الکترون و حفره الکترون را امکان‌پذیر می‌کند و آن‌ها را برای کاربردهای حسگری نوری ایده‌آل می‌کند. با این حال، اکثر حسگرهای نوری نقاط کوانتومی، ساختارهای ضخیم داشته و در مقیاس میکرومتری هستند و بیشتر آن‌ها حاوی فلزات سنگین سمی مانند سولفید سرب هستند که آن‌ها را برای فناوری پوشیدنی نامناسب می‌کند.

این تیم تحقیقاتی خواص الکتریکی نقاط کوانتومی مس-ایندیوم-سلنید (Cu-In-Se)، عاری از فلزات سنگین را از طریق کنترل دقیق اندازه و ترکیب آن‌ها افزایش دادند. علاوه بر این، آن‌ها یک لایه انتقال بار هیبریدی آلی-غیر آلی خلاقانه را توسعه دادند که برای این نقاط کوانتومی طراحی شده بود.

حسگر نور کوانتومی دوستدار محیط زیست این تیم با لایه جذب نقاط کوانتومی حدود ۴۰ نانومتری عملکردی استثنایی از خود نشان می‌دهد. همچنین قابلیت‌ تشخیص نور را بدون نیاز به منبع انرژی خارجی دارد، که آن را برای کاربردهای حسگر نوری پوشیدنی بسیار مناسب می‌کند.