پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست (MIT) چراغ قوه ای در ابعاد نانو بر روی یک تراشه ساخته اند که می تواند به تبدیل تلفن های همراه به سنسور تشخیص دهنده ی ویروس کمک نماید.
به گزارش روش سئو به نقل از ایسنا و به نقل از فیز، از این رویکرد می توان در ساخت انواع مختلفی از چراغ قوه های نانو با کاربردهای مختلف و انواع متفاوتی از پرتو نور بهره برد.
دانشمندان مدت هاست از نور برای تشخیص مواد استفاده می نمایند و این کار را با مشاهده ی برهم کنش نور و ماده انجام می دهند. آنها نور را به ماده مورد نظر می تابانند و سپس نور رد شده از ماده را مورد بررسی قرار می دهند. از آن جایی که مواد مختلف هر کدام واکنش متفاوتی به تابش نور دارند نوری که از آنها عبور می کند مانند “اثر انگشت” در هر ماده ای متفاوت می باشد. اگر این کار با چندین طول موج صورت گیرد و رنگ های مختلفی به دست آید می توان به نتایجی دقیق تر و با جزییات بیشتر نیز رسید.
بیشتر ابزارهایی که برای این کار استفاده می شوند و طیف سنج نام دارند، اندازه ی بزرگی دارند. بدین سبب کوچک تر کردن آنها مزایایی دارد که همچون به قابلیت جابه جایی و حمل و نقل که می تواند به ساخت یک تلفن همراه هوشمند با قابلیت تشخیص گاز کمک نماید اشاره نمود. بااینکه پژوهشگران در زمینه ساخت سنسورهای کوچک پیشرفت های زیادی داشته اند اما ساخت یک چراغ قوه هنوز یک چالش باقی مانده است. امروزه پرتوهای نور توسط دستگاه هایی در ابعاد بزرگ تولید می شوند که برخلاف حسگرها روی تراشه قرار ندارند مانند سیستم لیزر.
حسگر کامل
پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست در دو مقاله ی انتشار یافته خود در مجله ی “Nature Scientific Reports” نحوه ی طراحی یک چراغ قوه بر روی تراشه با پرتویی هایی با خاصیت های مختلف را توضیح دادند و همین طور اعلام نمودند که موفق به ساخت یک نمونه ی اولیه شده اند. آنها این دستگاه را با بهره گیری از فناوری های موجود در صنعت میکروالکترونیک ساختند، بدین سبب اطمینان دارند که می توان این فناوری را در مقیاس انبوه و با هزینه ی کم تولید کرد. بطور کلی پژوهشگران توانستند یک سنسور کامل که دارای شناساگر و چراغ قوه است را روی یک تراشه ایجاد کنند و پیشرفت بزرگی در زمینه ی استفاده از سیلیکون فوتونیک ها برای دستکاری امواج نور داشتند.
رابین سینگ(Robin Singh) نویسنده ی اصلی این مقاله می گوید: سیلیکون فوتونیک قابلیت های زیادی برای بهبود و کوچک سازی طرح های موجود دارد.
نحوه ی انجام کار
سینگ و همکارانش طرح کلی خودرا با بهره گیری از چندین ابزار مدل سازی کامپیوتری ایجاد کردند که شامل روش های یادگیری ماشین بود که در آن به کامپیوتر آموزش داده شد تا راهکارهای بالقوه را با بهره گیری از تعداد زیادی از داده ها پیش بینی نماید.
همه ی ابزارهای مدل سازی معایب و مزایایی دارند که با ترکیب آنها می توان به طرح نهایی رسید. پژوهشگران از این طرح برای ساخت یک چراغ قوه خاص با پرتوهای موازی استفاده کردند. چراغ قوه ای که پژوهشگران ساختند شامل ۵۰۰ ساختار مستطیل شکل در ابعاد مختلف است که می تواند به تولید پرتوهای مختلف کمک نماید و در نتیجه کاربردهای مختلفی داشته باشد.
