حس بویایی ملخ با نانوذرات تقویت شد

به گزارش ایسنا، سیناماننی و بارانی رامان با استفاده از این نانوساختار مهندسی شده، سیگنال‌های نورونی را در مغز این حشره تقویت کردند تا عملکرد حسگری شیمیایی بهتری داشته باشد.سیستم‌های حسی ما بسیار سازگار هستند. شخصی که پس از خاموش کردن چراغ در شب نمی‌تواند ببیند، به آرامی به توانایی می‌رسد که حتی اشیاء کوچک را هم می‌بیند. زنان غالباً در دوران بارداری احساس بویایی بیشتری پیدا می‌کنند. چگونه می‌توان همان سیستم حسی همیشگی، تحت تأثیر قرار گرفته و از عملکرد قبلی خود فراتر می‌رود؟

از آنجایی که طبیعت سیستم‌های حسی خود را در مقیاس زمان طولانی مدت تکاملی کامل کرده است، یک تیم بین رشته‌ای از محققان در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس برای ایجاد چنین انطباقی به سراغ مهندسی نانوساختار رفتند. آنها نانوساختاری را طراحی کردند که با اثری به نام فتوترمال می‌تواند نور را به گرما تبدیل کند. نتایج این کار می‌تواند به طراحی بینی الکترونیکی کمک کند.

رامان گفت: ما به موجود زنده اجازه می‌دهیم که در تبدیل اطلاعات موجود در بخار مواد شیمیایی به یک سیگنال عصبی الکتریکی با دقت و حساسیت بیشتر کار کند. این سیگنال‌ها در حشرات تشخیص داده می‌شوند و به مغز منتقل می‌شوند. ما می‌توانیم الکترودها را در مغز قرار دهیم، پاسخ عصبی ملخ‌ها به بو را اندازه‌گیری کنیم و از آنها به عنوان اثر انگشت برای تمایز بین مواد شیمیایی استفاده کنیم.

به نقل از ستاد نانو، این تیم از دو راهبرد برای تقویت توانایی ملخ‌ها در تشخیص بو استفاده کرده است. اول، آنها نانوذرات پلیدوپامین زیست سازگار و زیست‌تخریب‌پذیر ایجاد کردند که نور را از طریق فرآیندی به نام اثر فوتوترمال به گرما تبدیل می‌کند. دوم، این مواد نانوساختار را می‌توان برای بارگذاری مواد شیمیایی برای ذخیره‌سازی بهینه کرد.

با این حال، آنها باید توسط یک ماده پوششی محصور شوند. این تیم از یک ماده تغییر فاز به نام Tetradecanol استفاده می‌کند که در دمای اتاق جامد است و پس از گرمایش به مایع تبدیل می‌شود. هنگام گرم شدن، منبع گرمایی علاوه بر تولید گرما، مواد شیمیایی ذخیره شده در آنها را نیز از بین می‌برند. در واقع این نانوساختار به عنوان گرم‌کننده به تقویت سیگنال‌های عصبی کمک می‌کند.