פיתוח חדשני: פלטפורמת חישה פונקציונלית גמישה

פרופ’ חוסאם חאיק

חוקרים במעבדתו של פרופ’ חוסאם חאיק, פיתחו פלטפורמת חישה פונקציונלית גמישה, המתקנת את עצמה באופן אוטונומי במקרה של חיתוך או שריטה. מדובר בפלטפורמה החשה מגע (לחץ ומתיחה), חום וחלקיקים נדיפים. יישומים אפשריים: עור אלקטרוני, המדמה באופן הפעולה שלו את העור האנושי ומנטר ברציפות את מצבו הבריאותי של האדם באמצעות מדבקות המוצמדות לגופו; מסכי מגע המשמרים את שקיפותם ואחידותם לאורך זמן; טרנזיסטורים מעגלים חשמליים המתקנים תמידית את פגמיהם (וכך ביצועיהם אינם נפגמים), ועוד. המחקר, שנעשה בפקולטה להנדסה כימית ובמכון ראסל ברי לננוטכנולוגיה בטכניון, התפרסם לאחרונה בכתב העת המוביל Advanced Materials.

מפתחי הפלטפורמה החדשנית, החוקר (פוסט-דוקטורנט) ד”ר טן-פט יון ופרופ’ חוסאם חאיק, ראש המעבדות להתקנים מבוססי ננו-חומרים בטכניון, מסבירים כי “הפיתוח שלנו מבוסס על סוגים חדשים של פולימרים מלאכותיים בעלי תכונות חשמליות וכימיות נשלטות. ההרכב הכימי הייחודי של הפולימרים מקנה להם יכולות של תיקון עצמי בכל מקום על פני ההתקן החשמלי. במילים אחרות, חתכים ושריטות בכל חלקי ההתקן ‘מרפאים’ את עצמם באופן אוטונומי ומהיר, בטווח של 30-10 דקות מרגע הנזק.”

“על בסיס הפולימר שפיתחנו בנינו התקן שלם הבנוי מנַגָּד כימי גמיש הניתן לכיפוף ולמתיחה,” מסביר פרופ’ חאיק. “יכולת התיקון העצמי קיימת בכל חלקי ההתקן, כך שבכל מקום שבו הפלטפורמה ‘נפצעת’ היא מחדשת את עצמה. כך ההתקן השלם ממשיך לתפקד כחיישן מדויק של טמפרטורה, מגע וחלקיקים נדיפים.” בזיהוי חלקיקים נדיפים מאופיין ההתקן ברגישות גבוהה במיוחד: הוא מזהה עשרות חלקיקי-מטרה הנמצאים בתערובת של מיליארד חלקיקים אחרים.

את ההשראה קיבלו החוקרים מהעור האנושי, המתחדש ללא הרף ויתר על כן, מסוגל לרפא את עצמו במקרה של פציעה. בניסויים שנערכו בהתקן החדש התברר כי במהלך חצי שנה של תיפקוד רציף, הכולל “פציעות” אקראיות של הפלטפורמה, מאבד ההתקן פחות מ-10% מרמת הרגישות שלו.

למאמר המלא : http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201504104/full

תמונת הדמיה. מימין: ציור סכמטי של פעולות החישה השונות של הפלטפורמה – מגע, חום וחלקיקים נדיפים. משמאל: צילום ותרשים של הנגד הכימי; למטה: חלקי החיישן השונים (מצע, אלקטרודה ושכבת החישה הננומטרית) לפני ואחרי שריטה מכוונת. תוך 10 דקות מתחיל החיישן לתקן את עצמו ולחזור לעבודה רגילה