แว่นตาโลหะเป็นวัสดุที่มีแนวโน้มดีสำหรับวิศวกรรมโครงสร้าง แต่ความเหนียวที่ไม่ดีทำให้กระจกเปราะและจำกัดการใช้งาน นักวิจัยในประเทศจีนได้แสดงให้เห็นว่าแว่นตาเหล่านี้สามารถทำให้นุ่มขึ้นได้มากโดยการลดขนาดลงเหลือระดับจุลภาค ตามชื่อที่บ่งบอกว่าแก้วโลหะมีคุณสมบัติของทั้งโลหะและแก้ว – พวกเขามีพันธะโลหะและดังนั้นจึงเป็นสื่อนำ
แต่อะตอมของพวกมันจะเป็นระเบียบเหมือนในแก้ว
วัสดุที่แพร่กระจายได้เหล่านี้ถูกผลิตขึ้นโดยการดับอย่างรวดเร็วจากสถานะของเหลว และคุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุเหล่านี้ขึ้นอยู่กับวิธีการแปรรูป สามารถผลิตพลาสติกได้มากขึ้นในระดับหนึ่งโดยใช้แรงกดหรืออุณหภูมิสูง แต่ผลกระทบซึ่งเกี่ยวข้องกับความผิดปกติของโครงสร้างในวัสดุนั้นมีจำกัด
ผลการฟื้นฟูที่ทำเครื่องหมายไว้
นักวิจัยนำโดยBao-An SunและHai-Yang BaiจากInstitute of Physics at the Chinese Academy of Sciences ในกรุงปักกิ่งกำลังรายงานเกี่ยวกับ “การฟื้นฟู” หรือการอ่อนตัวของแก้วโลหะที่ถูกดึงออกมาในขณะที่ยังร้อนเป็นไมครอน – สายไฟขนาด. โมดูลัสและความแข็งของเส้นลวดเหล่านี้ต่ำกว่ามากเมื่อเทียบกับขนาดที่เท่ากัน โดยลดลง 26% และ 17% ตามลำดับ
Sun อธิบาย “การฟื้นฟูที่เด่นชัดเช่นนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับแว่นตาโลหะ” โดยจากการศึกษาก่อนหน้านี้รายงานว่าโมดูลัสและความแข็งลดลงเพียงไม่กี่เปอร์เซ็นต์เท่านั้นเนื้อหาปริมาณฟรีที่สูงขึ้นนักวิจัยกล่าวว่าลวดแก้วโลหะขนาดไมครอนที่ดึงด้วยความร้อนจะอ่อนลงและเป็นพลาสติกมากขึ้นด้วยเหตุผลสองประการ อย่างแรก การตัดเฉือนความร้อนแบบรุนแรงที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการดึงความร้อนจะทำให้วัสดุมีพลังงาน ซึ่งจะเป็นการเพิ่ม “ปริมาตรอิสระ” (การวัดระยะห่างระหว่างโมเลกุล) ประการที่สอง การเย็นตัวอย่างรวดเร็วของวัสดุที่ตามมาจะ “หยุด” ซึ่งทำให้เกิดปริมาตรอิสระเข้าที่ เมื่อขนาดของสายไฟลดลง จะทำให้เกิดปริมาตรอิสระมากขึ้น และเมื่อประกอบกับอัตราการเย็นตัวที่สูงกว่า จะทำให้เกิดการฟื้นฟูที่เด่นชัดยิ่งขึ้น
วัสดุเปลี่ยนเฟสของของเหลวมีลักษณะเหมือนน้ำ
“ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าเราสามารถชุบตัวแว่นตาโลหะได้อย่างมีนัยสำคัญด้วยการผสมผสานอุณหภูมิ แรงเฉือน และการลดขนาดที่เหมาะสม” Sun กล่าวกับPhysics World “เทคนิคของเราทำให้เรามีวิธีใหม่ในการปรับแต่งและออกแบบโครงสร้างและคุณสมบัติของวัสดุเหล่านี้”
การระบุอาการบาดเจ็บที่ศีรษะที่กระทบกระเทือนจิตใจ ซึ่งการบาดเจ็บที่ศีรษะไปรบกวนการทำงานของสมองตามปกติ ไม่ใช่เรื่องง่ายเสมอไป และเวลามักเป็นสิ่งสำคัญ แต่ด้วยการวินิจฉัยโรคมักอาศัยการถ่ายภาพ เช่น การสแกน CT และ MRI การประเมินกรณีที่เป็นไปได้ทั้งหมดจึงต้องใช้ทรัพยากรมาก
เพื่อแก้ไขปัญหานี้Pola Oppenheimerจากมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมและเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาระบบแล็บบนชิปที่ประเมินระดับของโมเลกุลที่ผลิตโดยระบบประสาทส่วนกลางหลังจากได้รับบาดเจ็บที่สมอง “แนวคิดคือพยายามพัฒนาชุดตรวจวินิจฉัย ณ จุดดูแลแบบพกพา ซึ่งช่วยให้เราเริ่มต้นได้ในระยะเริ่มต้น ความเข้มข้นต่ำมากของ biomarkers ซึ่งบ่งชี้ถึงอาการบาดเจ็บที่สมอง” ออพเพนไฮเมอร์กล่าวกับPhysics World
อุปกรณ์แยกพลาสมาออกจากเลือดมนุษย์ทั้งหมดอย่างรวดเร็วผ่านการกระทำของเส้นเลือดฝอย ตัวอย่างเลือดด้วยนิ้วทิ่มจะถูกเพิ่มเข้าไปในชิปแล้วไหลไปตามช่องและผ่านชุดหวีที่กรองเซลล์เม็ดเลือดแดง จากนั้นพลาสมาที่แยกจากกันจะไหลเข้าสู่พื้นที่การตรวจจับด้วยแสง
ตัวอย่างพลาสมาได้รับการวิเคราะห์โดยใช้
Raman spectroscopy เพื่อตรวจหาความเข้มข้นของ N-acetylasparate ซึ่งเป็นหนึ่งในโมเลกุลที่มีมากที่สุดในระบบประสาทส่วนกลาง นักวิจัยประเมินไบโอมาร์คเกอร์ที่มีศักยภาพสี่ตัว แต่ตัดสินใจที่จะมุ่งเน้นไปที่ N-acetylasparate ตามหลักฐานที่บ่งชี้ว่าเป็นตัวบ่งชี้ที่มีประสิทธิภาพและเฉพาะเจาะจงของการบาดเจ็บที่สมองที่กระทบกระเทือนจิตใจ
ทีมทดสอบการตั้งค่าโดยใช้ตัวอย่างเลือดที่นำมาซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาขนาดใหญ่เพื่อดูการเปลี่ยนแปลงในช่วงต้นของผู้ป่วยที่ได้รับบาดเจ็บที่สมองบาดแผล ตัวอย่างมาจากกลุ่มตัวอย่าง 35 คนที่ได้รับการยืนยันว่าได้รับบาดเจ็บที่สมองอย่างรุนแรง แปดคนที่ได้รับบาดเจ็บที่ศีรษะแต่ไม่ใช่สมอง และอาสาสมัครที่มีสุขภาพดี 23 คน ในกลุ่มผู้บาดเจ็บ ทีมงานรถพยาบาลได้เก็บตัวอย่างเลือดครั้งแรกในที่เกิดเหตุ ตัวอย่างเพิ่มเติมถูกเก็บใน 48 ชั่วโมงข้างหน้า โดยรวมแล้ว นักวิจัยได้ทดสอบตัวอย่างเลือด 221 ตัวอย่าง
ระดับ N-acetylasparate โดยเฉลี่ยสูงกว่า 5 เท่าในผู้ป่วยที่มีอาการบาดเจ็บที่สมองทันทีหลังได้รับบาดเจ็บ มากกว่าในกลุ่มอื่นๆ ความเข้มข้นในกลุ่มอาการบาดเจ็บที่สมองยังสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับผู้ป่วยที่มีอาการบาดเจ็บที่ศีรษะเพียง 8 และ 48 ชั่วโมงหลังได้รับบาดเจ็บ
นักวิจัยกล่าวว่าการทดสอบนี้แยกแยะอย่างชัดเจนระหว่างผู้ที่มีอาการบาดเจ็บที่สมองกับผู้ที่ได้รับบาดเจ็บอื่นๆ โดยรวมแล้ว พวกเขาอ้างว่าโดยการทดสอบระดับ N-acetylasparate ที่เพิ่มขึ้น พวกเขาสามารถระบุผู้ป่วยที่มีอาการบาดเจ็บที่สมองที่มีบาดแผลด้วยความแม่นยำเกือบ 99% ทันทีหลังจากได้รับบาดเจ็บ และประมาณ 91% ที่แปดและ 48 ชั่วโมงหลังได้รับบาดเจ็บ
เนื่องจากความเข้มข้นของพลาสมาในเลือดต่ำมาก ในการวิเคราะห์ระดับ N-acetylasparate โดยใช้ Raman spectroscopy ทีมงานจึงต้องปรับปรุงการอ่านค่าสเปกตรัม ในการทำเช่นนี้ พวกเขาทำ Raman spectroscopy ที่ปรับปรุงพื้นผิวโดยใช้พื้นผิวประดิษฐ์แบบอิเล็กโตรไฮโดรไดนามิกพิเศษสำหรับส่วนการตรวจจับของชิป
พื้นผิวการตรวจจับถูกสร้างขึ้นโดยการวางแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอนระหว่างอิเล็กโทรดสองขั้ว เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับอิเล็กโทรด สนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นและแรงไฟฟ้าสถิตจะทำให้แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนเรียบไม่เสถียร ทำให้เกิดรูปแบบของเสา โดยการปรับธรรมชาติของสนามไฟฟ้า รูปแบบนี้สามารถควบคุมและปรับแต่งได้อย่างแม่นยำเพื่อเพิ่มการกระเจิงของแสงของโมเลกุลที่เฉพาะเจาะจง เมื่อกระบวนการนี้เสร็จสิ้น เวเฟอร์จะได้รับการเคลือบทองอย่างประณีต
