دانشمندان تراشه‌ای برای تولید میکروحباب‌ با قابلیت انتقال هدفمند دارو ساختند

محققان دانشگاه کرنل سیستمی مبتنی بر تراشه ساخته‌اند که می‌تواند میکروحباب‌های هیدروژنی را در صورت نیاز تولید و کنترل کند. این فناوری با هدایت حباب‌ها برای دست‌کاری جریان مایعات، می‌تواند زمینه‌ساز کاربردهایی مانند انتقال هدفمند دارو شود. پژوهشگران در آزمایش‌ها از امواج صوتی برای به حرکت درآوردن حباب‌هایی استفاده کردند که در محدوده‌ای به ابعاد 3 میلی‌متر روی تراشه قرار داشتند. هدف از این کار، کنترل جریان مایعات بود. این دستگاه حباب‌ها را روی شبکه‌ای از الکترودها تولید می‌کرد که امکان کنترل الکتریکی آن‌ها را فراهم می‌کرد. این تراشه می‎تواند برای انتقال هدفمند دارو در بدن استفاده شود این سیستم جدید را می‌توان در لحظه برنامه‌ریزی کرد و پژوهشگران اکنون قادرند حباب‌های منفرد را دقیقاً در زمان و مکان دلخواه تولید کنند، اندازه و تعداد آن‌ها را تنظیم کنند و با کنترل الکترونیکی، مسیر حرکتشان را تغییر دهند. آن‌ها می‌توانند حرکت حباب‌ها را به‌صورت جداگانه یا در گروه‌های بزرگ‌تر کنترل کنند. این قابلیت به آن‌ها اجازه می‌دهد جریان مایع را در جهت دلخواه هدایت کنند. به گفته پژوهشگران، این فناوری می‌تواند کاربردهای پزشکی داشته باشد؛ زیرا راه را برای ساخت دستگاه‌های میکروسیالیِ هموار می‌کند که ممکن است انتقال دقیق دارو را امکان‌پذیر کنند. «ژی‌یوان ژانگ»، نویسنده این مطالعه، گفت: «با این آرایه حبابی می‌توانیم اندازه، تعداد و موقعیت حباب‌ها را در لحظه کنترل کنیم و در نتیجه، جهت جریان را برنامه‌ریزی کنیم.» ژانگ از تراشه‌ای استفاده کرد که در مرکز فناوری نانومقیاس دانشگاه کرنل ساخته شده بود. این تراشه از 9 الکترود کوچک تشکیل شده است که به شکل مربع چیده شده‌اند و حباب‌هایی با اندازه 10 تا 100 میکرومتر تولید می‌کنند. برای تولید یک حباب هیدروژنی، او با استفاده از جریان الکتریکی مولکول آب را تجزیه کرد. هرچه ولتاژ برای مدت طولانی‌تری اعمال می‌شد، حباب بزرگ‌تر می‌شد. پس از تولید حباب، پژوهشگر انرژی صوتی را به سامانه وارد می‌کرد. این امواج فراصوت باعث تشدید نوسان حباب‌ها می‌شوند و با ایجاد ارتعاش، مایع اطراف آن‌ها را به حرکت درمی‌آورند. پژوهشگران می‌گویند که اندازه حباب هنگام کنترل جریان مایع اهمیت اساسی دارد. اندازه حباب فرکانس فراصوت موردنیاز برای ایجاد تشدید را تعیین می‌کند. به گفته آن‌ها، تطبیق درست فرکانس با اندازه حباب، جریان مایع قدرتمندی ایجاد می‌کند.