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Apr 28, 2024

バッテリーレスデバイスはコロナウイルスを検出できる

研究者らは、周囲に新型コロナウイルスの粒子や飛沫が含まれている場合、空気中のコロナウイルスが空気中に侵入した瞬間に検出できる、独自のバッテリーレスの無線デバイスを開発した。

研究者らは、周囲に新型コロナウイルスの粒子や飛沫が含まれている場合、それらが周囲に入った瞬間に空気中のコロナウイルスを検出できる、独自のバッテリーレスの無線デバイスを開発した。

このデバイスは電池を必要とせず、鉄、コバルト、ニッケルで構成される磁歪クラッドプレートを採用しており、振動による交互磁化によって電力を生成します。

コロナウイルスが細胞に侵入するために使用する受容体タンパク質でコーティングされた「Fe-Co/Ni」プレートの振動共鳴周波数は、ウイルスが吸収されると変化し、空気中に新型コロナウイルスの粒子が存在することを暗示していると研究チームは述べた。日本の東北大学を卒業。

「磁歪材料の重量が変化すると共振周波数が変化することはわかっていますが、ウイルスが吸収された場合にも同様であるかどうか、またこの吸収が検出可能であるかどうかを明らかにすることにしました」と、この論文の共著者である成田文雄氏は述べています。東北大学大学院環境学研究科教授。

これらの質問に答えるために、同グループは生体認識レイヤーを作成し、人間に影響を与える 7 種類のコロナウイルスのうちの 1 つであるヒト コロナウイルス 229E (HCoV-229E) に焦点を当てることにしました。

彼らはクラッドプレートをCD13タンパク質溶液に浸し、センシング実験を行った。

コーティングされたクラッド板に曲げ振動を与えると、HCoV-229が吸収された後に共振周波数が低下し、充電された電力がウイルス検出を信号として伝達できるかどうかを検証した。

成田氏は「磁歪複合材料がウイルスを検知し、自身が発電した電力を利用して検知データを送信できることが確認できた」と述べた。

「このデバイスの自立的な性質により、将来的には、現在のバイオセンサーでは不可能だったIoTテクノロジーとのリンクが可能になる」と研究者らはジャーナル「Sensors and Actuators A Physical」に掲載された論文で述べている。

このデバイスは、生体認識層を変更すれば他の病原体にも使用できる可能性があります。

「将来的には、デバイスをさらに開発し、MERS、SARS、新型コロナウイルス感染症など他のウイルスにも適用できるかどうかを確認したいと考えています」と成田氏は述べた。

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