1404/09/14
عبدالله سلیمی

عبدالله سلیمی

مرتبه علمی: استاد
ارکید:
تحصیلات: دکترای تخصصی
شاخص H:
دانشکده: دانشکده علوم پایه
اسکولار:
پست الکترونیکی: absalimi [at] uok.ac.ir
اسکاپوس: مشاهده
تلفن:
ریسرچ گیت:

مشخصات پژوهش

عنوان
توسعه و ساخت حسگرهای پوشیدنی مبتنی بر ترانزیستور اثر میدان از جنس مکسین کربن نانوفیبر
نوع پژوهش
پایان نامه
کلیدواژه‌ها
کربن نانوتیوب، ترانزیستور اثر میدان، حسگر پوشیدنی
سال 1404
پژوهشگران اسرا محمدی(دانشجو)، عبدالله سلیمی(استاد راهنما)، رحمان حلاج(استاد راهنما)

چکیده

در سال‌های اخیر، نیاز به فناوری‌های مانیتورینگ سلامت به صورت پوشیدنی رشد تصاعدی داشته است. این نوع فناوری‌ها قادرند داده‌های حیاتی بدن مانند دما، ضربان قلب، ترکیب عرق، سطح اکسیژن و حتی نشانگرهای زیستی بیماری‌ها را به صورت مداوم، غیرتهاجمی و شخصی‌سازی‌شده ثبت کنند. چنین قابلیت‌هایی در پزشکی از راه دور، ورزش، بهبود سبک زندگی و حتی مدیریت بیماری‌های مزمن اهمیت فراوانی یافته است. با وجود پیشرفت‌های چشمگیر، توسعه این ابزارها هنوز با چالش‌هایی چون انعطاف‌پذیری مکانیکی ضعیف، عدم سازگاری زیستی و کمبود توان مصرفی روبه‌رو است. یکی از روش‌های نویدبخش برای غلبه بر این محدودیت‌ها، استفاده از ترانزیستورهای مبتنی بر اثر میدان (Field-Effect-Transistors: FET) به عنوان ابزارهای حسگری است. عملکرد FET بر پایه کنترل جریان در کانال نیمه‌هادی از طریق ولتاژ اعمال‌شده به گیت بنا شده است. که از نظر مفهومی بسیار شبیه یک خازن است. میدان الکتریکی ناشی از گیت می‌تواند چگالی بار در کانال را تغییر دهد و این موضوع مستقیماً در مشخصه جریان-ولتاژ بازتاب می‌یابد. همچنین ویژگی پیزو مقاومتی آلی آن‌ها به عنوان یک پلتفرم ایده‌آل برای اندازه‌گیری و مانیتورینگ زیستی معرفی شده است. افزودن یک سنسور در مقیاس نانو با سطح فعال بالا، منجر به افزایش چشمگیر عملکرد آشکارساز می‌شود. مواد نانو، به ویژه مواد دوبعدی و ساختارهای کربنی، فرصت جدیدی برای ارتقاء FETها ایجاد کرده است. استفاده از موادی چون کربن نانوتیوب (CNT) و MXene می‌تواند مشکلات نیمه‌هادی‌های مرسوم مانند سیلیکون (شکننده‌گی، محدودیت در مقیاس کوچک و ناسازگاری با بسترهای انعطاف‌پذیر) را برطرف کند. کربن نانوتیوب به دلیل سطح ویژه بالا، سازگاری مناسب و قابلیت ایجاد شبکه‌های رسانای منعطف، به عنوان نانومواد انتخابی در توسعه ترانزیستورهای سنسور در دمای اتاق و کم هزینه، توجه زیادی را برای بهبود عملکرد FET مستعد کرده است. در این پروژه ما می‌توانیم ترانزیستور با هدایت الکتریکی بهینه، انعطاف‌پذیری مکانیکی بالا و قابلیت استفاده در بسترهای پوشیدنی فراهم آورد. از این ترانزیستور برای سنجش گلوکز به عنوان مدل استفاده شده که دارای حد تشخیص $0.95 \mu M$ و حساسیت نمودار $125 \mu A/pM$ در فرکانس $400kHz$ می‌باشد. همچنین این ترانزیستور برای سنجش گلوکز در فرکانس $50kHz$ دارای حساسیت $64 \mu A$ و $457.1 \mu A/pM$ در فرکانس $10 Hz$ می‌باشد. این داده‌ها به خوبی کارایی ترانزیستورهای اثر میدان گیت را با توجه به انعطاف‌پذیری، الیاف و مصرف کم انرژی برای ساخت سنسورها مخصوصاً سنسورهای پوشیدنی نشان می‌دهند