محققان نانوابزاری ساختند که می‌توان از آن برای سنجش نیرو در مقیاس‌نانومتری استفاده کرد. این حسگر برای اندازه‌گیری برهمکنش اجزای سلول قابل استفاده است. برای این کار مولکولی طراحی شده که با تابش لیزر روی آن امکان اندازه‌گیری نیرو فراهم می‌شود.
طراحی نیروسنجی برای استفاده در مقیاس‌نانومتری
چگونه می‌تواند نیروی بسیار کم مرتبط به فرآیندی درون بدن را اندازه‌گیری کرد؟ مثلاً نیروی رشد یک جنین در بدن چگونه قابل اندازه‌گیری است؟
پژوهشگران با ترکیب فناوری لیزر و دانش مواد شیمیایی، حسگری ساختند که در آن از مولکول‌های منفرد استفاده شده است. این حسگر قادر است با دقت صد برابر بیشتر از فناوری‌های رایج نیرو را در مقیاس مولکولی اندازه‌گیری کند. یوریس اسپارکل از محققان این پروژه می‌گوید: «تا پیش از این امکان اندازه‌گیری نیروهای بسیار کوچک میان ذرات فراهم نبود. ما برای حل این مشکل ایده‌ای مطرح کردیم که با استفاده از آن می‌توان نیروهای بسیار کوچک را نیز اندازه‌گیری کرد.»
برای حس کردن یک مولکول باید قدرت تفکیکی برابر با صد فمتونیوتن داشت که رقم بسیار کوچکی است. با استفاده از این روش جدید می‌توان نیرو را در مقیاس مولکولی بررسی کرد که این نیرو در سلول‌های گیاهی و جانوری وجود دارد؛ برای مثال نیروی حاصل از تقسیم سلولی را می‌توان اندازه‌گیری کرد. دسترسی به چنین اطلاعاتی به دانشمندان کمک می‌کند تا روی برخی مشکلات و بیماری‌ها تحقیق کنند.
براساس اطلاعات اسپارکل، این مقدار حساسیت برای اندازه‌گیری با استفاده از ادوات فعلی امکان‌پذیر نیست. به همین دلیل به استفاده از مولکول‌ها نیاز برای حسگری نیاز است. این گروه تحقیقاتی مولکول‌هایی ساختند که نقش دستگاه اندازه‌گیری را ایفا می‌کند که در واقع نوعی نیروسنج در مقیاس نانومتری است. برای خواندن میزان نیرو، این گروه تحقیقاتی از تابش لیزر به مولکول استفاده کردند. نوع بازتابش نور به محققان کمک می‌کند تا میزان نیرو را شناسایی کنند. در نتیجه باید گفت که این روش از یک مولکول جدید یا دستگاه جدید تشکیل نشده، بلکه ترکیبی از هر دو است. برای انجام این پروژه نیاز به یک تیم تحقیقات بین‌رشته‌ای است؛ بنابراین محققانی جوان از رشته‌های مختلف به‌کار گرفته‌شدند.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Light from Within: Sensing Weak Strains and FemtoNewton Forces in Single Molecules در نشریه Chem به چاپ رسیده است.
