אלקטרוניקת אוריגמי

חוקרים מהטכניון פיתחו מערכת חישה חדשנית מבוססת דיו. אחד היישומים הפוטנציאליים הוא קעקוע-ניטור שיעקוב אחר משתנים פיזיולוגיים של האדם

קבוצת המחקר של פרופ’ חאיק.
מימין לשמאל: יאנה מילוטין (חוקרת), פרופ׳ חוסאם חאיק, הדוקטורנט יהוא חורב, ד״ר ויקי קלופר (חוקרת), הדוקטורנט מוחמד ח׳טיב, עלאא גארא (חוקר) ומהנדס המעבדה ולאא סליבא

פרופ’ חוסאם חאיק מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון וחוקרים ממעבדתו פיתחו מערכת חישה חדשנית המסוגלת לזהות גירויים שונים ולהבחין ביניהם. המערכת מבוססת על דיו מוליך ייחודי שפותח בטכניון. המערכת העשויה נייר מקופלת בצורה ייחודית המאפשרת את תפעולה המיטבי של המערכת מבחינת אלקטרונית ומבחינה כימית – מכאן שמה “אלקטרוניקת אוריגמי”. החוקרים גילו גם כי הדיו המיוחד שפיתחו נצמד היטב לעור, וכך יאפשר יצירה של קעקועי ניטור שיעקבו אחר משתנים פיזיולוגיים בגוף האדם.

את המחקר, שהתפרסם בכתב העת Nature Communications, הובילו פרופ’ חוסאם חאיק מהפקולטה להנדסה כימית ע”ש וולפסון בטכניון וד”ר מין דזאנג, שעשה בהנחייתו את הפוסט-דוקטורט. ד”ר דזאנג הוא כיום פרופסור חבר ב- East China Normal University.

לדברי פרופ’ חאיק, “כיום יש דרישה משמעותית למערכות חישה רב-תכליתיות למטרות ייעודיות. למערכות כאלה יש יישומים פוטנציאליים ברפואה, בלוחמה בטרור, בבטיחות מזון, בניטור הסביבה, ב’אינטרנט של הדברים’ ועוד. הבעיה היא שטכנולוגיות הניטור הקיימות היום מאופיינות בחסרונות רבים ובהם עלות גבוהה.”

האתגר שעמד בפני החוקרים הוא פיתוחה של מערכת אחת שתהיה רגישה מספיק כדי לזהות גירויים שונים ולהבחין ביניהם. את הפתרון, לדבריהם, הם פיתחו בהשראת הטבע. “מערכת החישה האנושית היא מכלול השולח את כל נתוני החושים אל המוח בפורמט שהמוח מבין. זו ההשראה לפיתוח שלנו, שנועד לרכז במקום אחר את כל נתוני הסביבה שאנחנו רוצים לנטר. זו בעצם מערכת חישה רב-תכליתית הקולטת את הגירויים ומבחינה ביניהם.”

המערכת שפיתחו פרופ’ חאיק וד”ר דזאנג קרויה OHSA. זהו מערך חיישנים הנכתב על אובייקט היעד בדיו מוליך שפיתחו השניים. ההתקן מפגין יכולות חישה ואבחנה של גירויים פיזיקליים וכימיים – טמפרטורה, לחות, אור וחלקיקים אורגניים נדיפים – ברזולוציה גבוהה של זמן ומרחב. ראוי לציין שניטור חלקיקים נדיפים עשוי להועיל במגוון תחומים ובהם אבחון רפואי וניטור חומרים מסוכנים.

יתרונותיו של הדיו הייחודי רבים: מחירו הנמוך, האפשרות לייצרו בכמויות גדולות ופשטות היישום שלו על משטחי היעד. החוקרים ערכו ניסויים שכללו קבוצות בקרה (דיו בהרכבים אחרים) והראו שהדיו הייעודי נצמד יפה לחומרים כגון רדיד אלומיניום, זכוכית, נייר צילום, קפטון (סרט הדבקה למעגלים מודפסים), ניטריל (החומר המשמש לייצור כפפות חד-פעמיות) ו-PDMS (משמש לבניית עדשות מגע, בטכנולוגיות רפואיות ובקוסמטיקה). יותר מכך, הוא מאפשר כתיבה על עור האדם ועל ציפורניים במעין קעקוע מוליך, עמיד למים – מה שעשוי לאפשר למשל ניטור מתמיד של משתנים פיזיולוגיים רלוונטיים.

לדברי פרופ’ חאיק, “המערכת שלנו מזהה את ‘טביעות האצבע’ של גירויים כימיים ופיזיקליים שונים ומספקת מידע עליהם. עלותה הנמוכה תאפשר את הטמעתה במקומות רבים, לרבות אזורים עניים, למטרות רפואיות ואחרות.”

למאמר המלא ב- Nature Communications  לחצו כאן

טיפות תחמוצת הגרפין לאחר הזרקתן, ומדידת התנגדותן החשמלית

פרופ׳ חוסאם חאיק (מימין) וד״ר מין דזאנג