Microcapteurs de débit ultra-sensibles

Une équipe de chercheurs a développé un capteur de débit fin et ultra-sensible qui pourrait avoir des implications importantes pour la recherche médicale.

Les capteurs de débit, également appelés débitmètres, sont utilisés pour mesurer la vitesse des écoulements de liquide ou de gaz. La vitesse du flux biofluidique est un paramètre physiologique clé, mais les capteurs de débit existants sont soit volumineux, soit manquent de précision et de stabilité. Le nouveau capteur de débit est basé sur du graphène - une seule couche d'atomes de carbone disposés en réseau en nid d'abeille - pour tirer la charge d'un flux aqueux continu. Ce phénomène fournit une stratégie de détection de débit efficace qui est auto-alimentée et fournit des mesures de performances clés supérieures à celles des autres approches électriques des centaines de fois.

Le capteur de débit au graphène peut détecter un débit aussi faible qu'un micromètre par seconde - moins de quatre millimètres par heure - et a le potentiel de distinguer des changements minimes du flux sanguin dans les vaisseaux capillaires. Les performances du capteur de débit de graphène sont stables depuis plus de six mois.

Le dispositif est auto-alimenté et a le potentiel d'être implanté pour la surveillance à long terme du débit biofluidique. L'implantation d'un micro-débitmètre comme celui-ci dans un petit vaisseau sanguin est beaucoup plus simple et plus sûre que les débitmètres existants, qui ne conviennent pas aux mesures à faible débit et doivent être installés dans un vaisseau sanguin plus gros. Les scientifiques et les médecins peuvent le trouver utile pour la recherche et les applications cliniques telles que la surveillance de la vitesse du flux sanguin dans les vaisseaux cérébraux profonds pour comprendre le fonctionnement des neurones qui contrôlent le flux sanguin.

Le graphène est le matériau clé dans le développement du capteur. La combinaison unique de propriétés intrinsèques du graphène - telles qu'une sensibilité ultra-élevée, un bruit électrique ultra-faible, une électrification de contact minimale avec des solutions aqueuses, une stabilité exceptionnelle des comportements chimiques et mécaniques et une immunité à l'encrassement biologique - fonctionnent ensemble pour induire la haute performance de le capteur de débit.

Les prochaines étapes pour l'équipe comprennent l'intégration du capteur de débit dans un dispositif de surveillance du débit autonome et l'exploration de l'application du dispositif dans les soins de santé.