Mikrosensor Aliran Ultra-Sensitif

Sebuah tim peneliti mengembangkan sensor aliran ultra-sensitif tipis yang dapat memiliki implikasi signifikan untuk penelitian medis.

Sensor aliran, juga dikenal sebagai flowmeters, digunakan untuk mengukur kecepatan aliran cairan atau gas. Kecepatan aliran biofluida adalah parameter fisiologis utama tetapi sensor aliran yang ada berukuran besar atau kurang presisi dan stabilitas. Sensor aliran baru didasarkan pada graphene — satu lapisan atom karbon yang disusun dalam kisi sarang lebah — untuk menarik muatan dari aliran air yang berkelanjutan. Fenomena ini memberikan strategi penginderaan aliran yang efektif yang bertenaga sendiri dan memberikan metrik kinerja utama lebih tinggi daripada pendekatan listrik lainnya hingga ratusan kali.

Sensor aliran graphene dapat mendeteksi laju aliran serendah mikrometer per detik — kurang dari empat milimeter per jam — dan memiliki potensi untuk membedakan perubahan minimal dalam aliran darah di pembuluh kapiler. Performa sensor aliran graphene stabil selama periode lebih dari setengah tahun.

Perangkat ini bertenaga sendiri dan memiliki potensi untuk ditanamkan untuk pemantauan aliran biofluida jangka panjang. Untuk menanamkan monitor aliran mikro seperti ini di pembuluh darah kecil jauh lebih sederhana dan lebih aman daripada pengukur aliran yang ada, yang tidak cocok untuk pengukuran aliran rendah dan perlu dipasang di pembuluh darah yang lebih besar. Para ilmuwan dan dokter mungkin menganggapnya berguna untuk penelitian dan aplikasi klinis seperti memantau kecepatan aliran darah di pembuluh otak dalam untuk memahami fungsi neuron yang mengontrol aliran darah.

Graphene adalah bahan kunci dalam pengembangan sensor. Kombinasi unik dari sifat intrinsik graphene — seperti sensitivitas ultra-tinggi, kebisingan listrik ultra-rendah, elektrifikasi kontak minimal dengan larutan berair, stabilitas luar biasa dalam perilaku kimia dan mekanik, dan kekebalan terhadap biofouling — bekerja sama untuk mendorong kinerja tinggi sensor aliran.

Langkah selanjutnya untuk tim termasuk mengintegrasikan sensor aliran ke dalam perangkat pemantauan aliran mandiri dan menjelajahi aplikasi perangkat dalam perawatan kesehatan.