Un equipo de científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst ha desarrollado el sensor de flujo más delgado y sensible, que podría tener implicaciones importantes para la investigación y las aplicaciones médicas, según una nueva investigación publicada recientemente en Comunicaciones de la naturaleza .

La investigación fue dirigida por Jinglei Ping, profesor asistente de ingeniería mecánica e industrial, junto con un trío de ingenieros mecánicos Ph.D. estudiantes:Xiaoyu Zhang, quién fabricó el sensor e hizo la medición, Eric Chia y Xiao Fan. Los hallazgos allanan el camino para futuras investigaciones sobre productos electrónicos, Monitoreo de flujo in vivo en la investigación de fenómenos de vida de flujo ultrabajo que aún no se ha estudiado en los procesos de metabolismo. Hemorreología y neurociencia de la retina.

Sensores de flujo, también conocidos como caudalímetros, son dispositivos que se utilizan para medir la velocidad de los flujos de líquidos o gases. La velocidad del flujo biofluídico es un parámetro fisiológico clave, pero los sensores de flujo existentes son voluminosos o carecen de precisión y estabilidad. El nuevo sensor de flujo desarrollado por el equipo de UMass Amherst está basado en grafeno, una sola capa de átomos de carbono dispuestos en celosía de panal, para sacar la carga del flujo acuoso continuo. Este fenómeno proporciona una estrategia eficaz de detección de flujo que se autoalimenta y ofrece métricas de rendimiento clave cientos de veces más altas que otros enfoques eléctricos. El sensor de flujo de grafeno puede detectar un caudal tan bajo como un micrómetro por segundo, es decir, menos de cuatro milímetros por hora, y tiene el potencial de distinguir cambios mínimos en el flujo sanguíneo en los vasos capilares. El rendimiento del sensor de flujo de grafeno se ha mantenido estable durante periodos superiores a medio año.

Ping dice que el dispositivo que creó su equipo es el primero en ser autoalimentado y de alto rendimiento, y tiene el potencial de ser implantado para monitoreo de flujo biofluídico a largo plazo. La aplicación más sencilla, él agregó, puede estar en el cuidado de la salud. Implantar un monitor de micro flujo como el que desarrolló su equipo en un vaso sanguíneo pequeño es mucho más simple y seguro que los medidores de flujo existentes. que no son adecuados para la medición de flujo bajo y deben instalarse en un vaso sanguíneo más grande. Ping agregó que los científicos y los médicos pueden encontrarlo útil para su investigación y aplicaciones clínicas, como monitorear la velocidad del flujo sanguíneo en los vasos cerebrales profundos para comprender el funcionamiento de las neuronas que controlan el flujo sanguíneo.

El grafeno es el material clave en el desarrollo del sensor, Dijo Ping. La combinación única de propiedades intrínsecas del grafeno, como sensibilidad ultra alta, ruido eléctrico ultrabajo, electrificación mínima de contacto con soluciones acuosas, estabilidad excepcional en los comportamientos químicos y mecánicos e inmunidad a la bioincrustación, trabajan juntos para inducir el alto rendimiento del sensor de flujo.

Los siguientes pasos para Ping y su equipo incluyen la integración del sensor de flujo en un dispositivo de monitoreo de flujo autosostenido y explorar la aplicación del dispositivo en la atención médica.