Saydam Elektronik 2 >> Elastik elektronik devreler tansiyon, şeker ve kalp hastalarına çare olacak » Kozan Demircan
Menu
Anasayfa
Videolar
Hakkımda
Hakkımda
Eğitimler
İletişim
Gizlilik
Arşiv
Saydam Elektronik 2 >> Elastik elektronik devreler tansiyon, şeker ve kalp hastalarına çare olacak
Kozan Demircan | 08/02/2013 | Bilim-Teknoloji | Yorum yapılmamış
Terminator 2 filmindeki sıvı metalden yapılma T-1000 gerçek oluyor: Yapay kalp naklinden tutun da kemik protezlerine kadar birçok alanda yapay organların önündeki en büyük engel insan vücuduna elektronik devre yerleştirmekti.
Tahmin edebileceğiniz gibi başta kan olmak üzere, vücut sıvıları hassas elektronik devrelere zarar veriyor (kulaklığınızı çay bardağına düşürdüğünüzü varsayın, klasik dalgın ofis sendromu 🙂 ). Oysa yapay kalp gibi akıllı protezlerin çalışması için elektronik devrelere ihtiyaç var.
Hastaların vücuduna yerleştirilen esnek yapay organlar doktorları beyin kanaması, yüksek tansiyon ve şeker komasına karşı önceden uyarabilir. Bu da yaşlı hastaları evde yalnız bırakma korkusunun önüne geçecek bir gelişme.
Elastik yapay organlar sayesinde, doktorlar evdeki hastaları hastaneden, hatta akıllı telefon ve tabletlerden izleyebilecekler. Ancak, bunun için önce esnek organlara takılacak elastik çipler geliştirmemiz gerek. Kablosuz internet bağlantısı olan elastik çipler sadece derialtına değil, doğrudan iç organlara da takılabilir ve hastayı günde 24 saat kontrol ederek gerekirse doktora haber verebilir.
Katlanabilen klavye problemi
Bilim adamları 30 yıldan uzun bir süredir insanların kazak gibi giyebilecekleri esnek, taşınabilir bilgisayarlar geliştirmeye çalışıyor. Organik LED (OLED) teknolojisi kullanan ve iz bırakmadan mendil gibi katlanabilen esnek ekranlarla 8 yılda önemli ilerlemeler kaydettik. Ancak, akıllı protezler geliştirmek için kullanacağımız elektronik devrelere lastik gibi esneklik kazandıramadık.
Esnek ekranlardan söz edildiğini duyuyoruz, peki esnek telefonlardan söz edildiğini hiç duydunuz mu? Bugün Electro World’den alacağınız esnek klavyeleri bile elektronik devrelere basılan bakır tellerin mekanik direnç sınırı nedeniyle istediğimiz gibi katlayamıyoruz. Bununla birlikte esnek telefonlar sandığımızdan yakın olabilir. Bunun ilk aşaması esnek yapay organlar için elastik devreler geliştirmektir. Daha sonra bu teknolojiyi katlanabilir telefonlar üretmekte kullanacağız.
Tıpta elastik yapay organlar
Esnek elektronik devreler, giyilebilir bilgisayarlar ve yapay organlar için şart. Çünkü bütün modern protezler tıbbi kontroller için elektronik devre ve çiplerden yararlanıyor. Kalbinde ritim bozukluğu olan hastalarda hayat kurtaran ritim kontrol çiplerini buna örnek gösterebiliriz. Ancak, sağlık sektöründe “esnek protezlerin” bir sınırı var. Doktorlar kauçuk ve benzeri maddelerden elastik protezler yaptı ama bu protezler için esnek kontrol çipleri üretemedi.
Sıvı metal devreler
Terminator 2 filminde, sıvı metalden yapılma T-1000 adlı robotun kolayca nasıl şekil değiştirdiğini biliyorsunuz… Bilim adamları işte bu filmden hareketle, insan kası gibi esneyebilen elastik devreler geliştiriyorlar.
Northwestern Üniversitesi McCormick Mühendislik Fakültesi’ndeki araştırmacılar, elektronik devrelerin orijinal boyunun 200 katı kadar uzamasını sağlayan yeni bir materyel geliştirdiler. Evet, bisküvi paketlerinin ağzını kapatmakta kullandığımız lastikler gibi uzayan elektronik devrelerden bahsediyoruz!
Esnek metal yapmak sorun değil, sorun elektrikte iletkenlik kaybını önlemek
Bilim adamları bir süre önce esnek metal geliştirmenin farklı yollarını buldular. Ancak, bilgisayar devrelerindeki sert bakır tellerin yerine esnek metaller kullandığımız zaman, bu metaller elektrik iletme gücünü büyük ölçüde kaybediyordu. Elastik metallerin iletkenliğini kaybetmesinin nedeni ise metallerin moleküler yapısıyla alakalı… Bunu açıklayalım.
Elektrik akımı nedir? Sıra sıra odalar, birbirini kovalar
1 milimetre çapındaki bakır telden geçen 10 amperlik akımda elektronların kabloda ilerleme hızı saatte sadece 86 santimetredir! Nasıl olur diyeceksiniz, hani elektromanyetik dalgalar ışık hızında giderdi, neden voltaj salyangoz hızında gidiyor? Çünkü elektrik akımı dediğimiz şey, bir elektronun elektrik kablosunun bir ucundan girip diğer ucundan çıkması değildir.
Bir kablonun ucuna elektrik verdiğimizde, kablonun başındaki elektron yanındaki elektronu iterek onun yerine geçiyor. Yerinden olan elektron da kendi yanındaki elektronu iterek onun yerine geçiyor. Elektrik teli boyunca elektronlar böyle birer birer yana kayıyor. Nihayet kablonun diğer ucundaki elektrona sıra geliyor. Bu elektron da yer kalmadığı için kabloyu terk ederek prize ve prize takılı elektrikli alete geçiyor.
Elektrikli süpürgeyi prize taktığımızda çalışmasının nedeni bu… Yoksa Keban Barajı’ndan çıkan elektronun bütün Türkiye’yi kat ettikten sonra evinize geldiğini sanmayın :). Elektrik kablosu boş bir otoyol değildir; bunun yerine, kalabalık bir metrobüs durağını andırır.
Esnek metallerin elektriği iyi iletememesinin nedeni de bu… Esnek metalden yapılma bir tel büküldüğü zaman telin ortasındaki elektron yana kayınca başka bir elektronla değil, bükülen telin altta kalmasından kaynaklanan bir boşlukla karşılaşıyor. Elektronun yanında itecek bir elektron bulunmadığında elektrik akımı da kesintiye uğramış oluyor.
Sıvı metalden yapılma esnek devreler
Bilim adamları elektriği sadece belirli yönlerde (örneğin sağdan sola ve soldan sağa) iletebilen bakır tellerin sınırlamalarını aşmak için üç boyutlu yapılar geliştirmeye odaklandılar. Delikli organik polimerler bu çözümlerden biriydi. Örümcek ağı veya insan kemikleri gibi gözenekli bir yapıya sahip olan polimerler (tekrarlanan yapılardan oluşan organik veya inorganik uzun molekül zincirleri) elektriği hem yatay (sağdan sola) hem de dikey (yukarıdan aşağıya) iletmek için gereken üç boyutlu yapıya sahipti.
Öte yandan polimerler elektriği tek başına iletemiyordu. Bilim adamları, banyo süngerini andıran delikli bir yapıya sahip polimerlerin gözeneklerine özel bir sıvı metal doldurarak bu engeli aştı. Polimerler kâğıt gibi ne yöne bükülürse bükülsün, gözenekleri dolduran sıvı metal, iletkenliğini aynen koruyordu.
Bilim adamları polimer olarak poli(dimetilsiloksan) (PDMS) kullandılar ve boyunun 3 katı esneyebilen PDMS’in gözeneklerine de EGaIn adlı özel bir sıvı metal doldurdular (ötektik galyum indiyum). Sıvılar içinde bulunduğu kabın şeklini aldığı için, araştırmacılar sıvı metal dolu elastik polimer kılıflar sayesinde esnek devreler geliştirmeyi başardılar.
Esnek yapay organlar doktorları beyin kanamasına karşı önceden uyaracak
Yapay kalp takılı hastaların, şeker ve tansiyon hastalarının sürekli kontrole ihtiyacı var. Bunun için düzenli olarak hastaneye gitmeleri gerekiyor ve bu süreç hastaların gününü altüst ediyor, yaşam kalitesini düşürüyor.
Oysa standart metal protezlerin yerine esnek yapay organlar kullanılsaydı, insan vücuduna yerleştirilen elastik kontrol çipleri sayesinde, hastaların her gün hastaneye gitmesine gerek kalmayacaktı. Tansiyon ve ensülin kontrol çipleri, kriz geçirme riskini azaltarak hastaların ömrünü uzatacaktı. Tıbbi izleme ve check-up cihazlarının insan vücuduna yerleştirilmesi sağlık sektörünü rahatlatacak, hasta ziyaretlerini azaltacak ve sigorta maliyetlerini düşürecektir. Hastanın derisine geçici olarak yapıştırılan elastik devreler sayesinde, oda büyüklüğündeki MR cihazları bir gün tarihe karışacak.
Erken uyarı hayat kurtarıyor
Hipertansiyon hastalarını düşünün. Siz yokken hastanın evde tansiyonu çıkıyor ve geldiğiniz zaman şanslıysanız hastayı komada buluyorsunuz. Gerisi Allah’a ve doktorlara kalmış… Oysa hastaların vücuduna yerleştirilen elastik kontrol çipleri, 3G mobil ağlar veya ADSL bağlantısı üzerinden internete girerek şehrin öbür ucundaki doktorları önceden uyarabilir. Daha hastanın tansiyonu çıkmadan tehlike sinyalini alan doktorlar da eve ambulans yollayarak kişinin kalp krizi veya beyin kanaması geçirmesini önleyebilir.
Elastik çipler sayesinde gelecekte asla yalnız olmayacağız, boş otobanda otomobil kazası geçirsek bile derimizin altına yerleştirilen kontrol çipleri otomatik olarak ambulans çağıracak. Bütün bunlar 3B printerlar yardımıyla gerçekleşecek. Ne dersiniz? Bizi her yerde izleyen Büyük Birader’in iyi yanları da var mı?
Bu dizinin esnek kâğıt transistorları anlatan ilk bölümünü için tıklayınız.
Katlanabilir telefonlar için esnek piller. Güney Koreli bilim adamları esnek pil sorununu çözdü başlıklı 3. bölüm şurada
Bunu beğen:
Beğen Yükleniyor...
İlgili Yazılar
Etiketler:alzheimer, bilgisayar, elastik, esnek, esnek ekran, esnek pil, esnek telefon, kalp, organ, robot, şeker, yapay
Yorum ekle
Cevabı iptal et
E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir
Yorum*
İsim:*
Email Adresi:*
Website:
Save my name, email, and website in this browser for the next time I comment.
Beni sonraki yorumlar için e-posta ile bilgilendir.
Beni yeni yazılarda e-posta ile bilgilendir.
Δ
Arşivler
Arşivler Ay seçin Kasım 2021 (9) Ekim 2021 (13) Eylül 2021 (15) Ağustos 2021 (21) Temmuz 2021 (22) Haziran 2021 (17) Mayıs 2021 (21) Nisan 2021 (20) Mart 2021 (14) Şubat 2021 (16) Ocak 2021 (17) Aralık 2020 (16) Kasım 2020 (12) Ekim 2020 (14) Eylül 2020 (10) Ağustos 2020 (21) Temmuz 2020 (25) Haziran 2020 (16) Mayıs 2020 (9) Nisan 2020 (10) Mart 2020 (16) Şubat 2020 (7) Ocak 2020 (7) Aralık 2019 (10) Kasım 2019 (16) Ekim 2019 (15) Eylül 2019 (10) Ağustos 2019 (14) Temmuz 2019 (17) Haziran 2019 (20) Mayıs 2019 (12) Nisan 2019 (14) Mart 2019 (10) Şubat 2019 (5) Ocak 2019 (6) Aralık 2018 (4) Kasım 2018 (7) Ekim 2018 (13) Eylül 2018 (10) Ağustos 2018 (10) Temmuz 2018 (12) Haziran 2018 (20) Mayıs 2018 (18) Nisan 2018 (6) Mart 2018 (9) Şubat 2018 (7) Ocak 2018 (9) Aralık 2017 (5) Kasım 2017 (11) Ekim 2017 (8) Eylül 2017 (13) Ağustos 2017 (20) Temmuz 2017 (20) Haziran 2017 (16) Mayıs 2017 (19) Nisan 2017 (13) Mart 2017 (14) Şubat 2017 (17) Ocak 2017 (25) Aralık 2016 (17) Kasım 2016 (13) Ekim 2016 (19) Eylül 2016 (16) Ağustos 2016 (14) Temmuz 2016 (21) Haziran 2016 (21) Mayıs 2016 (17) Nisan 2016 (14) Mart 2016 (11) Şubat 2016 (17) Ocak 2016 (13) Aralık 2015 (21) Kasım 2015 (22) Ekim 2015 (22) Eylül 2015 (21) Ağustos 2015 (14) Temmuz 2015 (11) Haziran 2015 (15) Mayıs 2015 (8) Nisan 2015 (7) Mart 2015 (6) Şubat 2015 (4) Ocak 2015 (12) Aralık 2014 (8) Kasım 2014 (5) Ekim 2014 (11) Eylül 2014 (11) Ağustos 2014 (8) Temmuz 2014 (10) Haziran 2014 (14) Mayıs 2014 (8) Nisan 2014 (12) Mart 2014 (3) Şubat 2014 (12) Ocak 2014 (10) Aralık 2013 (7) Kasım 2013 (8) Ekim 2013 (11) Eylül 2013 (8) Ağustos 2013 (9) Temmuz 2013 (7) Haziran 2013 (7) Mayıs 2013 (13) Nisan 2013 (6) Mart 2013 (10) Şubat 2013 (12) Ocak 2013 (11) Aralık 2012 (17) Kasım 2012 (44) Ekim 2012 (55)