به گزارش مشرق به نقل از phys.org، یک تیم بین‌المللی به سرپرستی دانشگاه صنعتی سوینبرن و دانشگاه ملی استرالیا (ANU) به کشف بزرگی دست یافته‌اند که می‌تواند به آزمایش‌های مولکولی یا ویروسی سریع‌تر و دقیق‌تر، از جمله برای کووید-۱۹ منجر شود.

محققان از چگونگی تمرکز نور در بال‌های پروانه الهام گرفتند و روش جدیدی را برای تمرکز نور بر روی تراشه کشف کردند که پتانسیل قدرتمندی برای تشخیص مولکولی یا ویروس دارد.

این تیم توسط پروفسور باوهوا جیا، مدیر مرکز مواد اتمی ترجمه شده توسط سوینبرن و رئیس مرکز فیزیک غیر خطی ANU، پروفسور برجسته یوری کیوشار، رهبری می‌شود. آن‌ها با هم یکی از چالش‌های مداوم در مطالعه و مهندسی نور در مقیاس نانو (معروف به نانوفتونیک) را حل کرده‌اند: افزایش میدان نوری در مقیاس نانو که  اساسا نحوه تولید انرژی نوری عظیم در مقیاس کوچک است. 

کشف آن‌ها امکان ایجاد تراشه‌های حسگر فوق فشرده را می‌دهد. این اندازه‌ها به اندازه ۱۰۰ میکرون (از نظر بافت، به اندازه یک تار موهای شما) با حساسیت بی‌سابقه برای تشخیص عوامل بیماری زاست.

این مزایای عظیمی از جمله تشخیص سریع‌تر و دقیق‌تر مولکولی در خون و بزاق را به ارمغان می‌آورد. این امر توانایی محققان را در آزمایش و ردیابی ویروس‌ها بسیار افزایش و احتمال انتقال ویروس‌های مسری را در جامعه کاهش می‌دهد؛ همچنین می‌تواند با ایجاد تحولی در نحوه تشخیص مازاد قندها و سایر ناهنجاری‌های خون، نقش مهمی در سلامت پیشگیرانه ایفا کند.

بال‌های پروانه‌ای که الهام بخش این پیشرفت بود، از هزاران لایه فلس‌های کوچک تشکیل شده است. هنگامی که نور به بال پروانه برخورد می‌کند، از طریق آن لایه‌ها عبور می‌کند که هر لایه اثر متمرکز کننده‌ای دارد.

پروفسور برجسته 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 را ایجاد می‌کند.

بنابراین محققان روی طراحی و ساخت یک تراشه نانوفوتونیک که شبیه به ساختار بال پروانه Bicyclus است، دست به کار شدند. نانو چاپ سه بعدی لیزری در مرکز تولید و طراحی پیشرفته سوینبرن انجام شد. آن‌ها با تراشه‌ای که در دست داشتند، یک نمونه آزمایشی را در بالا قرار دادند و به نتیجه‌ای که غیر ممکن به نظر می‌رسید، دست یافتند: آن‌ها راهی برای دستکاری فضا و زمان برای تمرکز نور دقیقا به دلخواه خود پیدا کردند.

از آنجا که نور متمرکز قدرت جذب سلول‌های بیماری زای کمتری را دارد، به این معنی است که همه چیز را می‌توان درست کاهش داد؛ زمان انتظار، اندازه نمونه و مواد آزمایش که با هدر رفت کمتر، پیروزی پایداری نیز محسوب می‌شود.

دکتر یائو لیانگ، اولین نویسنده این مطالعه، می‌افزاید: ما فکر می‌کنیم این پیشرفت امکانات و فرصت‌های جدیدی را در کل این زمینه به ارمغان خواهد آورد. خوشحالیم که «ماموریت غیرممکن» را در این زمینه انجام داده‌ایم و منتظر توسعه برنامه‌های کاربردی بیشتری بر اساس این فناوری در آینده نزدیک هستیم.