یک تیم تحقیقات بین‌المللی به سرپرستی محققانی از دانشگاه صنعتی سوینبرن و دانشگاه ملی استرالیا (ANU) به کشف بزرگی دست یافته‌اند که می‌تواند به ساخت تجهیزات تشخیص مولکولی یا ویروسی سریع‌تر و دقیق‌تر، از جمله شناسایی ویروس کرونا منجر شود.
الهام از بال پروانه برای تولید تراشه‌های کوچکتر
محققان از چگونگی تمرکز نور در بال‌های پروانه الهام گرفتند و روش جدیدی را برای تمرکز نور روی تراشه ارائه کردند که پتانسیل قدرتمندی برای تشخیص مولکولی یا ویروس دارد.
این تیم توسط پروفسور بائوهوا جیا و رئیس مرکز فیزیک غیرخطی ANU، پروفسور برجسته یوری کیوشار، رهبری می‌شود. آن‌ها با هم یکی از چالش‌های مهم در مطالعه و مهندسی نور در مقیاس نانو (موسوم به نانوفتونیک) را حل کرده‌اند: افزایش میدان نوری در مقیاس نانو. در واقع آن‌ها به بررسی چگونگی تولید انرژی نوری عظیم در مقیاس کوچک پرداختند.
کشف آن‌ها امکان ایجاد تراشه‌های حسگر بسیار کوچک را مقدور می‌سازد. چنین تراشه‌هایی با حساسیت بی‌سابقه برای تشخیص عوامل بیماری‌زا مناسب است.
این فناوری مزایای زیادی از جمله تشخیص سریع‌تر و دقیق‌تر مولکولی در خون و بزاق را به ارمغان می‌آورد. این امر توانایی ما را در آزمایش و ردیابی ویروس‌ها بسیار افزایش می‌دهد و احتمال انتقال ویروس‌های مسری را در جامعه کاهش می‌دهد.
بال‌های پروانه، که الهام‌بخش این پیشرفت بود، از هزاران لایه فلس‌های کوچک تشکیل شده است. هنگامی‌که نور به بال پروانه برخورد می‌کند، از این لایه‌ها عبور می‌کند و هر لایه اثر متمرکزکننده‌ای دارد.
یوری کیوشار از دانشگاه ANU می‌گوید: «ما همیشه باید از طبیعت درس بگیریم. در این کار، نوآوری الهام گرفته از طبیعت راه حل این چالش است.»
بنابراین، محققان طراحی و ساخت یک تراشه نانوفوتونیک که ساختار بال پروانه Bicyclus را تقلید می‌کرد، آغاز کردند. نانو چاپ سه‌بعدی لیزری در مرکز تولید و طراحی پیشرفته سوینبرن انجام شد. آن‌ها با تراشه‌ای که در دست داشتند، یک نمونه آزمایشی را بررسی کردند.
از آنجا که نور متمرکز، قدرت جذب سلول‌های بیماری‌زای کمتری را دارد، به این معنی است که همه چیز از جمله زمان انتظار، اندازه نمونه و مواد مورد استفاده برای آزمایش را کوچک کرد که این کار به هدر رفت کمتر منابع کمک می‌کند.
دکتر یائو لیانگ می‌افزاید: «ما فکر می‌کنیم این پیشرفت، امکانات و فرصت‌های جدیدی را در حوزه تشخیص بیماری به ارمغان خواهد آورد.»
دکتر هان لین می‌گوید: «ما خوشحالیم که ماموریت غیرممکن را در این زمینه انجام داده‌ایم.»
پروفسور باوهوا جیا می‌افزاید: «ما منتظر توسعه برنامه‌های کاربردی بیشتری براساس این فناوری در آینده نزدیک هستیم.»
