Microsensores de fluxo ultra-sensíveis

Uma equipe de pesquisadores desenvolveu um sensor de fluxo fino e ultrassensível que pode ter implicações significativas para a pesquisa médica.

Sensores de vazão, também conhecidos como medidores de vazão, são usados ​​para medir a velocidade de fluxos de líquidos ou gases. A velocidade do fluxo biofluídico é um parâmetro fisiológico fundamental, mas os sensores de fluxo existentes são volumosos ou carecem de precisão e estabilidade. O novo sensor de fluxo é baseado em grafeno - uma única camada de átomos de carbono dispostos em treliça de favo de mel - para puxar a carga do fluxo aquoso contínuo. Esse fenômeno fornece uma estratégia eficaz de detecção de fluxo que é autoalimentada e fornece métricas de desempenho principais centenas de vezes mais altas do que outras abordagens elétricas.

O sensor de fluxo de grafeno pode detectar uma taxa de fluxo tão baixa quanto um micrômetro por segundo - menos de quatro milímetros por hora - e tem o potencial de distinguir mudanças mínimas no fluxo sanguíneo nos vasos capilares. O desempenho do sensor de fluxo de grafeno tem se mantido estável por períodos superiores a meio ano.

O dispositivo é autoalimentado e tem potencial para ser implantado para monitoramento de fluxo biofluídico de longo prazo. Implantar um monitor de microfluxo como este em um vaso sanguíneo pequeno é muito mais simples e seguro do que os medidores de vazão existentes, que não são adequados para medição de baixo fluxo e precisam ser instalados em um vaso sanguíneo maior. Cientistas e médicos podem achar útil para pesquisas e aplicações clínicas, como monitorar a velocidade do fluxo sanguíneo nos vasos cerebrais profundos para entender o funcionamento dos neurônios que controlam o fluxo sanguíneo.

O grafeno é o material chave no desenvolvimento do sensor. A combinação única de propriedades intrínsecas do grafeno - como sensibilidade ultra-alta, ruído elétrico ultra-baixo, eletrificação de contato mínimo com soluções aquosas, excelente estabilidade em comportamentos químicos e mecânicos e imunidade a bioincrustação - trabalham em conjunto para induzir o alto desempenho de o sensor de fluxo.

As próximas etapas da equipe incluem integrar o sensor de fluxo em um dispositivo de monitoramento de fluxo autossustentável e explorar a aplicação do dispositivo na área da saúde.