Kaj če bi lahko ugotovili, ali so v vaši okolici delci ali kapljice COVID-19 v trenutku, ko so delci ali vi prišli v bližino? Sodelujoča raziskovalna skupina je zasnovala samovzdržujočo napravo, ki to približuje resničnosti.
Tohoku
Naprava, ki za svoje delovanje ne potrebuje baterij, uporablja magnetostrikcijsko obloženo ploščo, sestavljeno iz železa, kobalta in niklja, ki ustvarja energijo z alternativno magnetizacijo, ki jo povzročajo vibracije.
Vibracijska resonančna frekvenca ploščic Fe-Co/Ni, ki so bile prevlečene z receptorskim proteinom, ki ga koronavirusi uporabljajo za vstop v naše celice, se spremeni, ko se virus absorbira, kar kaže na to, da so delci COVID-19 v zraku.
“Vemo, da se resonančna frekvenca spremeni, ko se spremeni teža magnetostrikcijskega materiala, vendar smo želeli odgovoriti, ali se to zgodi tudi v primeru absorpcije virusa in ali je to absorpcijo mogoče zaznati,” je povedal Fumio Narita.
Fumio Narita je soavtor študije in profesor na podiplomski šoli za okoljske študije na univerzi Tohoku.
Da bi odgovorili na ta vprašanja, so morali Fumio in njegova ekipa najprej ustvariti učinkovit inverzni magnetostrikcijski senzorski sistem, ki bi lahko deloval brez baterij in brezžično sporočal informacije.
Prilagodili so 0,2 mm debelo ploščo Fe-Co/Ni z usmernikom/skladiščnim vezjem, ki zbira energijo vibracij in omogoča brezžični prenos informacij. Plošča je prenašala signale z energijo, pridobljeno iz vibracij pri frekvenci 115 Hz ali 116 Hz. Sprememba teže obložene plošče je vplivala na resonančno frekvenco in spremenila intervale prenosa, kar pomeni, da je bilo mogoče zaznati vse snovi, ki so se prilepile na obloženo ploščo.
Nato je skupina ustvarila biološko prepoznavno plast in se osredotočila na človeški koronavirus 229E (HCoV-229E) – eno od sedmih vrst koronavirusov, ki prizadenejo ljudi. Ploščo s plastjo so potopili v raztopino proteina CD13 in izvedli poskuse zaznavanja. Ko je bila prevlečena obložena plošča izpostavljena vibracijam, se je po absorpciji HCoV-229 resonančna frekvenca zmanjšala, s čimer so preverili, ali lahko nabita moč prenese zaznavanje virusa kot signal.
“Potrdili smo, da lahko magnetostrikcijski kompozitni material zazna virus in prenese podatke o zaznavanju z uporabo energije, ki jo proizvede sam,” je dodal Narita. “Zaradi samozadostne narave naprave jo je mogoče v prihodnosti povezati s tehnologijami interneta stvari, česar trenutni biosenzorji ne omogočajo.” Napravo bi bilo mogoče uporabiti za druge patogene, če bi spremenili biološko prepoznavno plast. “Upamo, da bomo v prihodnosti še naprej razvijali našo napravo in preverili, ali jo lahko uporabimo tudi za druge viruse, kot so MERS, SARS in COVID-19,” je dejal Narita.
Povzeto po:
https://bit.ly/3wut9cd
