يفتح التصغير المستمر للإلكترونيات بعض الاحتمالات المثيرة عندما يتعلق الأمر بما قد نضعه في أجسامنا لمراقبة صحتنا وتحسينها. أظهر المهندسون في جامعة كولومبيا نسخة متطرفة من هذه التقنية ، حيث طوروا أصغر نظام شريحة واحدة تم إنشاؤه على الإطلاق ، والذي يمكن غرسه بإبرة تحت الجلد لقياس درجة الحرارة داخل الجسم ، وربما أكثر من ذلك بكثير.
من يزرع حجم الخنفساء التي تتعقب مستويات الأكسجين في أنسجة الجسم العميقة إلى "الغبار العصبي"أجهزة الاستشعار التي تراقب الإشارات العصبية في الوقت الفعلي ، يتخذ العلماء خطوات كبيرة عندما يتعلق الأمر بوظائف الأجهزة الإلكترونية الصغيرة. الغرسة التي طورتها شركة Columbia Engineers تفتح آفاقًا جديدة باعتبارها أصغر نظام أحادي الشريحة في العالم ، وهي دائرة إلكترونية تعمل بكامل طاقتها ويقل حجمها الإجمالي عن 0.1 مم.3.
هذا يجعلها صغيرة مثل عثة الغبار ، وأصغر بكثير من أصغر كمبيوتر في العالم، جهاز على شكل مكعب بقياس 0.3 مم (0.01 بوصة) على طول كل جانب. لا يمكن رؤية الشريحة الصغيرة إلا تحت المجهر ، وتتطلب بعض التفكير خارج الصندوق ، خاصة عندما يتعلق الأمر بالطريقة التي تتواصل بها ويتم تشغيلها بالطاقة.
حيث قد تحتوي الأجهزة الإلكترونية الصغيرة على وحدات تردد لاسلكي (RF) لإرسال واستقبال إشارات الراديو الكهرومغناطيسية ، تكون هذه الأطوال الموجية كبيرة جدًا بحيث لا يمكن استخدامها مع جهاز بهذا الحجم الصغير. من ناحية أخرى ، فإن أطوال الموجات فوق الصوتية أصغر بكثير عند تردد معين ، لأن سرعة الصوت أقل بكثير من سرعة الضوء التي تنتقل بها الموجات الكهرومغناطيسية. لذلك ، قام الفريق بدمج محول طاقة كهرضغطية يعمل بمثابة "هوائي" للتزويد بالطاقة اللاسلكية والتواصل عبر الموجات فوق الصوتية.
يتحد هذا مع مستشعر درجة حرارة منخفضة الطاقة مدمج لتحويل الشريحة إلى مسبار لاستشعار درجة الحرارة في الوقت الفعلي ، مما يمكّنها من مراقبة درجة حرارة الجسم وأيضًا التقلبات في درجة الحرارة الناتجة عن التطبيق العلاجي للموجات فوق الصوتية. تم عرض قدرات الزرع في الفئران الحية حيث تم استخدامه لتحفيز الأعصاب بالموجات فوق الصوتية ، وتم زرع ما يصل إلى سبعة في الفئران في وقت واحد عن طريق الحقن العضلي باستخدام حقنة.
يتخيل العلماء أن هذه الأنواع من الرقائق يتم زرعها في جسم الإنسان ، ثم يتم توصيل المعلومات لاسلكيًا حول ما يقيسونه عبر الموجات فوق الصوتية. في شكله الحالي ، يقتصر هذا على درجة حرارة الجسم ، لكن الاحتمالات الأخرى تشمل ضغط الدم ومستويات الجلوكوز ووظيفة الجهاز التنفسي.
يقول كين شيبرد ، قائد الدراسة: "أردنا أن نرى إلى أي مدى يمكننا دفع الحدود إلى مدى صغر حجم الرقاقة العاملة التي يمكن أن نصنعها". "هذه فكرة جديدة عن" الرقاقة كنظام "- هذه شريحة لوحدها ، بدون أي شيء آخر ، نظام إلكتروني يعمل بكامل طاقته. يجب أن يكون هذا ثوريًا لتطوير الأجهزة الطبية اللاسلكية المصغرة القابلة للزرع والتي يمكنها استشعار أشياء مختلفة ، واستخدامها في التطبيقات السريرية ، والموافقة عليها في النهاية للاستخدام البشري ".
تم نشر البحث في المجلة علم السلف.
المصدر: جامعة كولومبيا عبر يوريكاليرت
كوينسمارت. Beste Bitcoin-Börse في أوروبا
المصدر: https://newatlas.com/electronics/worlds-smallest-single-chip-system-injectable/
