پژوهشگران دانشگاه شیکاگو و آیووا موفق به توسعه حسگرهای کوانتومی شده‌اند که می‌توانند بیماری‌هایی مانند سرطان و دیابت را در مراحل اولیه تشخیص دهند.
به گزارش تکناک، این فناوری پیشرفته، ترکیبی از خواص الماس‌های لوکس، فیزیک کوانتوم و تکنولوژی نمایشگر QLED است و درون یک سلول زنده جا می‌شود.
این دستاورد آینده‌نگرانه هم‌اکنون در حال بررسی و آزمایش است و می‌تواند نقش مهمی در تشخیص سریع و درمان مؤثر بیماری‌ها داشته باشد.
فهرست مطالب
چالش قدیمی نانوالماس‌ها
سال‌ها است که دانشمندان می‌دانند نقص‌های خاصی در ساختار الماس، به‌ویژه مراکز نیتروژن خالی (NV)، می‌توانند مانند حسگرهای کوانتومی حساس عمل کنند. این مراکز می‌توانند تغییرات جزئی در میدان‌های مغناطیسی، دما و سیگنال‌های الکتریکی را شناسایی کنند و برای بررسی درون سلول‌ها یا مواد، بسیار مناسب هستند.
اما مشکل اینجا است که برای ورود به سلول، باید از نانوالماس‌های کمتر از ۱۰۰ نانومتر استفاده شود. در این اندازه کوچک، سیگنال‌های کوانتومی ضعیف می‌شوند و دیگر کارایی کافی ندارند.
تلاش‌های قبلی مانند پاک‌سازی سطح الماس یا تغییر ساختار بلور نیز نتوانستند این ضعف را جبران کنند.
الهام از نقاط کوانتومی در نمایشگرهای QLED
اینجا بود که محققان از دنیای الکترونیک مصرفی الهام گرفتند. در تلویزیون‌های QLED، ذرات بسیار ریز نورافشان به نام نقاط کوانتومی با لایه‌ای محافظ پوشانده می‌شوند تا از تخریب و کاهش نوردهی آنها جلوگیری شود.
محققان همین روش را برای نانوالماس‌های کوانتومی به کار گرفتند. آنها یک ساختار هسته-پوسته‌ای طراحی کردند:
- هسته: نانوالماس
- پوسته: ماده‌ای به نام سیلیکا که پایدار، ایمن برای بدن و بسیار مناسب برای کارهای زیستی است.
نتایج درخشان و راهی برای تشخیص سرطان و دیابت
با اجرای این روش، نانوالماس‌های پوشیده‌شده با سیلیکا تا ۱.۸ برابر سیگنال قوی‌تری نسبت به نمونه‌های بدون پوشش ایجاد کردند. مهم‌تر از همه، این حسگرها پس از ورود به سلول زنده نیز سیگنال‌های پایدار و قابل‌خواندن داشتند؛ دستاوردی که پیش‌تر ممکن نبود.
آینده تشخیص زودهنگام بیماری‌ها مثل سرطان و دیابت
این نوآوری می‌تواند راه را برای تشخیص سریع و دقیق بیماری‌ها در سطح سلولی هموار کند. از تصویربرداری زیستی گرفته تا پزشکی دقیق، فناوری جدید می‌تواند نقش مهمی در انقلاب بعدی زیست‌فناوری ایفا کند.
