據(jù)美國(guó)《科學(xué)日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站7月26日?qǐng)?bào)道，紐約州立大學(xué)賓厄姆頓分校的新研究為光盤(pán)提供了第二次生命：將它們轉(zhuǎn)變成廉價(jià)且易于制造的柔性生物傳感器。

在本月發(fā)表于《自然·通訊》雜志的一篇論文中，來(lái)自生物醫(yī)學(xué)工程系的馬修·布朗博士和副教授阿希恩·科赫展示了如何將一個(gè)金質(zhì)光盤(pán)的薄薄的金屬層與硬質(zhì)塑料分離并制成傳感器，以監(jiān)測(cè)人類心臟和肌肉中的電活動(dòng)以及乳酸、葡萄糖、酸堿值和氧氣水平。這些傳感器可以通過(guò)藍(lán)牙與智能手機(jī)通信。

制造過(guò)程在20分鐘到30分鐘內(nèi)就完成了，沒(méi)有釋放有毒化學(xué)物質(zhì)，也不需要昂貴的設(shè)備。每個(gè)傳感器的成本約為1.5美元。該研究論文稱：“這種可持續(xù)的升級(jí)利用電子垃圾的方式提供了一條基于研究的有益廢物流，而不需要尖端的精密加工設(shè)施、昂貴的材料或高水平的工程技能。”

參與這項(xiàng)研究的還有多位研究人員。《自然·通訊》雜志已經(jīng)將這篇論文列入“編輯亮點(diǎn)”。“編輯亮點(diǎn)”展示了最近在一個(gè)研究領(lǐng)域發(fā)表的50篇最佳論文。

科赫說(shuō)，她在伊利諾伊大學(xué)從事博士后研究時(shí)就開(kāi)始考慮將光盤(pán)轉(zhuǎn)變成傳感器。

她說(shuō)：“我有一個(gè)想法：也許我們可以從光盤(pán)中獲取關(guān)鍵材料，然后將其升級(jí)改造成傳感系統(tǒng)。在布朗從事博士學(xué)位論文研究的初期，我同他談了我的想法，他就想繼續(xù)這個(gè)研究。”

布朗考察了此前有關(guān)用光盤(pán)制作生物傳感器的研究，但他發(fā)現(xiàn)，這些傳感器保留了堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)，其用途比他和科赫所希望的更有限。他們研究的第一步是利用化學(xué)過(guò)程和膠帶剝離塑料上的金屬涂層。

科赫說(shuō)：“你會(huì)用黏性膠帶把衣服上的頭發(fā)粘起來(lái)，其中的原理基本上是一樣的。我們將光盤(pán)上的金屬層弄松動(dòng)，然后用膠帶把它摘取下來(lái)，因此我們只是把它剝離。然后，將這個(gè)薄層進(jìn)行加工，使其變得柔軟易彎曲。”

為了制造這些傳感器，賓厄姆頓的研究人員使用了Cricut品牌的切刀，這是供工匠使用的一種現(xiàn)成的器械。這種切刀通常可以在紙、乙烯基塑料唱片、卡片紙和熱燙轉(zhuǎn)印貼紙等材料上裁出圖案。然后，這種柔性電路會(huì)被取下來(lái)并粘貼到人身上。在智能手機(jī)應(yīng)用軟件的幫助下，醫(yī)務(wù)人員或患者可以獲取讀數(shù)，并隨時(shí)間的推移追蹤病情的發(fā)展。

科赫是布朗攻讀博士學(xué)位的導(dǎo)師。看到自己在大約10年前設(shè)想的東西現(xiàn)在成為現(xiàn)實(shí)，她感到非常興奮。

布朗將前往圣迭戈，為生產(chǎn)連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀的德克斯科姆公司工作。對(duì)于如何改進(jìn)將光盤(pán)轉(zhuǎn)變?yōu)閭鞲衅鞯募夹g(shù)，他有自己的想法。他說(shuō)：“我們使用了金質(zhì)光盤(pán)，我們希望探索銀質(zhì)光盤(pán)的用途，我認(rèn)為這種光盤(pán)更常見(jiàn)。我們?cè)鯓硬拍苡猛瑯拥牧鞒虂?lái)升級(jí)再造這種類型的光盤(pán)呢？我們還想看看，是否能夠利用激光雕刻、而不是有形的切刀來(lái)進(jìn)一步提高升級(jí)再造的速度。”

同布朗一樣，科赫也希望在校園的幫助下擴(kuò)大將光盤(pán)轉(zhuǎn)變?yōu)閭鞲衅鞯难芯俊?br />
她說(shuō)：“或許我們可以在校園里設(shè)立一個(gè)盒子，用來(lái)收集光盤(pán)。我們還可以提供更通用的分步驟指導(dǎo)，告訴無(wú)任何工程技能者如何在一天內(nèi)制作傳感器。每個(gè)人都可以為用戶制造這種類型的傳感器。我們希望這些產(chǎn)品變得更容易獲得、更便宜、更易于配送給大眾。”

審核編輯 ：李倩