الجرافين من أجل النهوض بالقياس الحيوي
من الواضحأن الجرافين يزدهر في صناعة تكنولوجيا النانو، وهو الآن يخطو خطواته نحو فاعليته في التطبيقات الطبية. ومؤخراً، قام فريق بحثي في مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني (PNNL) بتطوير أصغر بطارية في العالم.
إن بناء بطارية بحجم حبة أرز فقط هو في الحقيقة أمر عظيم، وهو أمر يمكن أن يحقق طفرة كبيرة في عالم القياس الحيوي. وتتكون هذه البطارية جزئياً من الجرافين المفلور، وقد تم استخدامها بنجاح لتتبع تطور سمك السلمون في الأنهار. وتؤدي إضافة الفلورايد إلى الجرافين إلى تحسين خواصه الكهروكيميائية مما يسمح له بالحفاظ على فولتية أعلى وتوفير تفريغ أكثر فعالية، أما أجهزة الاستشعار المستخدمة سابقاً في التجربة فقد كان عملها قصير الأجل وفشلت في متابعة الأسماك طوال فترة هجرتها.
كان جي شاو، أحد مهندسي PNNL، هو مصمم البطارية الدقيقة القائمة على الجرافين. وقد تم بناء البطارية طبقة تلو الأخرى توضع فوق بعضها البعض ثم تلف مثل لفائف الهلام، حيث كانت الطبقات بمثابة فواصل بين أنود قائم على الليثيوم والجرافين المفلور. وفي هذا التصميم، تم تعظيم مساحة سطح الأقطاب الكهربائية دون زيادة الحجم الإجمالي للبطارية. والبطارية قادرة على توفير الطاقة لإشارة تبلغ 744 ميكروثانية يتم إرسالها كل ثلاث إلى خمس ثوانٍ لمدة شهر تقريباً. وقد استغرق تطوير البطارية الميكروية التي تتمتع بهذه القدرة ثلاث سنوات من مجموعة ز. دانيال زنغ.
وتعد هذه التقنية قفزة مهمة لتقدم العلوم الطبية، في تتبع بعض الجوانب الصحية للشخص، والطب الخارجي والأجهزة الطبية القابلة للزرع. لا تدوم هذه الأجهزة عادةً لفترة كافية لتلبية القدرة المطلوبة. يمكن معالجة هذه المشكلات المتعلقة بتصميم الأجهزة الطبية القابلة للزرع من خلال هذه البطارية الدقيقة القائمة على الجرافين المفلور التي أنتجها الفريق في مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني (PNNL).
وعندما يتم تطوير هذه البطارية الدقيقة بشكل كبير لتصبح عنصراً موثوقاً في الأجهزة الطبية، فإن مراقبة الحالات الداخلية للمرضى ستكون أكثر ملاءمة وفعالية.
Chin Trento
