Tek molekül büyüklüğündeki elektronik sensör, oyunun kurallarını değiştirebilecek potansiyelde

Araştırmacılar, geniş çapta faydalar sağlayabilecek bir buluşla, yaygın olarak kullanılan bir elektronik sensörün moleküler boyutta, daha verimli bir versiyonunu geliştirdiler.

Piezodirençler, akıllı telefonlarda adım sayma ve arabalarda hava yastığının açılması gibi elektronik cihazlardaki ve otomobillerdeki titreşimleri tespit etmek için yaygın olarak kullanılır. Ayrıca implante edilebilir basınç sensörleri gibi tıbbi cihazların yanı sıra havacılık ve uzay yolculuğunda da kullanılırlar.

Ülke çapındaki bir girişimde, Curtin Üniversitesi'nden Dr Nadim Darwish, Sidney Teknoloji Üniversitesi'nden Profesör Jeffrey Reimers, James Cook Üniversitesi'nden Doçent Daniel Kosov ve Newcastle Üniversitesi'nden Dr Thomas Fallon liderliğindeki araştırmacılar, şu özelliklere sahip bir piezodirenç geliştirdiler: insan saçının genişliğinden yaklaşık 500.000 kat daha küçüktür.

Dr Darwish, kuvveti veya basıncı elektrik sinyaline dönüştüren ve birçok günlük uygulamada kullanılan bu önemli elektronik bileşenin daha hassas, minyatürleştirilmiş bir tipini geliştirdiklerini söyledi.

Dr Darwish, "Boyutu ve kimyasal yapısı nedeniyle, bu yeni tip piezodirenç, kimyasal ve biyosensörler, insan-makine arayüzleri ve sağlık izleme cihazları için yepyeni bir fırsatlar alanı açacak" dedi.

"Moleküler temelli oldukları için yeni sensörlerimiz, hastalıkların tespitinde oyunun kurallarını değiştirebilecek proteinler ve enzimler gibi diğer kimyasalları veya biyomolekülleri tespit etmek için kullanılabilir."

Dr Fallon, yeni piezorezistörün, mekanik olarak gerildiğinde farklı şekillerde yeni bir molekül oluşturmak üzere reaksiyona giren ve direnci değiştirerek elektrik akışını değiştiren tek bir bullvalen molekülünden yapıldığını söyledi.

Dr Fallon, "Farklı kimyasal formlar izomerler olarak bilinir ve bu, aralarındaki reaksiyonların piezorezistörler geliştirmek için kullanıldığı ilk seferdir" dedi.

"Tek moleküllerin gerçek zamanlı olarak nasıl reaksiyona girebileceğini ve dönüşebileceğini anlayarak, meydana gelen karmaşık reaksiyon serilerini modelleyebildik."

Profesör Reimers, bunun öneminin, reaksiyona giren bir molekülün şeklindeki değişikliğin yaklaşık her 1 milisaniyede bir ileri geri elektriksel olarak tespit edilebilmesi olduğunu söyledi.

Profesör Reimers, "Molekül şekillerinin elektriksel iletkenliklerinden tespit edilmesi, kimyasal algılamanın tamamen yeni bir konseptidir" dedi.

Doçent Kosov, moleküler şekil ve iletkenlik arasındaki ilişkinin anlaşılmasının, moleküller ve bağlı metalik iletkenler arasındaki bağlantıların temel özelliklerinin belirlenmesine olanak sağlayacağını söyledi.

Doçent Kosov, "Bu yeni yetenek, tüm moleküler elektronik cihazların gelecekteki gelişimi için kritik öneme sahiptir." dedi.

kaynakça: Curtin University. "Electronic sensor the size of a single molecule a potential game-changer." ScienceDaily. ScienceDaily, 3 October 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/10/231003104800.htm>.