Tintaként nyomtatható egy új szenzor

Az anyag gyakorlatilag minden felületen alkalmazható.

A Tufts Egyetem kutatói olyan érzékelőt fejlesztettek ki, amely szinte bármilyen felületre ráfújható vagy nyomtatható a kórokozók és a levegőben lévő káros szennyeződések kimutatására. A tinta alapja egy molekuláris izzókapcsoló, amely egy selyemgubókból származó fehérjekeverékbe, az úgynevezett selyemfibroinba van ágyazva. A selyemfibroin a biopolimer érzékelő inaktív összetevője, de egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik, többek között biztonságos, vízalapú módszerekkel feldolgozható és előállítható, és figyelemre méltóan sokoldalúan gyártható különböző anyagokba, például filmekbe, szivacsokba, textíliákba, vagy tintasugaras nyomtatóval felületekre rögzítve. A selyemfibroin stabilizálja a molekuláris izzókapcsolót, és jelentősen meghosszabbítja annak eltarthatósági idejét.

A Fiorenzo Omenetto által vezetett szakemberek a tintát a szentjánosbogarakéhoz hasonló enzimmel dúsították. Ez az enzim izzani kezd, amikor az érzékelő szennyező anyaggal érintkezik. A fehérjét David Baker, a Washingtoni Egyetem Fehérjetervezési Intézetének munkatársa alkotta meg. Olyan alakú, mint egy zár, amelybe a szennyezőanyag-molekulák kulcsként illeszkednek. Ez kiváltja a szentjánosbogár enzim felgyulladását.

A tudósok kimutatták, hogy az érzékelő perceken belül fényt bocsát ki, ha érintkezésbe kerül a koronavírussal, a hepatitis B vírus elleni antitesttel, az ételmérgezést okozó botulinum neurotoxin B toxinnal vagy a 2-es típusú humán epidermális növekedési faktor receptorral (HER2). Ez utóbbi a mellrák egyik jelzője. "A laboratóriumban kifejlesztett fehérjék és a selyem kombinációja olyan érzékelő platform, amely a kémiai és biológiai anyagok széles körének nagyfokú specifitással és érzékenységgel történő kimutatására módosítható. A szenzorral a levegőben lévő koronavírus nyomai kimutathatók. Egy módosított típus a következő közegészségügyi veszély észlelésére is használható" - nyilatkozta Omenetto.

A mellrák azonosítására a csapat kifejlesztett egy olyan melltartóbetétet, amely minden nő HER2-hormonszintjét érzékeli. "Az ilyen diagnosztika a mindennapi ruházatban mindenképpen meggyőző" - mondta Omenetto. A légi fenyegetések felderítésének demonstrálására pedig a kutatók olyan drónt építettek, amelynek törzse érzékelő anyagból készült és porózus. A repülés során a rotorok levegőt nyomnak a törzsön keresztül. Leszállás után látható, hogy az érzékelő anyaga érintkezett-e szennyező anyagokkal.

"Készíthetnénk például olyan sebészeti maszkokat, amelyek képesek a kórokozók kimutatására, dobozokba csomagolva, és idővel ugyanúgy használhatnánk őket, mint a hagyományos maszkokat. Azt is megmutattuk, hogy az érzékelőt az élelmiszer-csomagolás belsejébe nyomtathatjuk, hogy nyomon követhessük a romlást és a toxinokat. Nagyon sok olyan terméket, amelyet nap mint nap használunk, módosíthatunk úgy, hogy érzékelőt is tartalmazzon, és úgy tárolhatjuk és használhatjuk őket, ahogyan általában szoktuk" - hangsúlyozta Luciana d'Amone.

A Tufts kutatócsoport a biopolimer szenzorok alkalmazását a személyi és betegmegfigyeléstől és a fertőzés-ellenőrzéstől kezdve az egészségügyi intézményekben a környezeti érzékelésen át az otthoni, munkahelyi, katonai és katasztrófaelhárítási környezetig terjedően képzeli el.