Microsensores de flujo de grafeno ultra-sensibles para aplicaciones biomédicas de precisión

Un equipo de investigadores desarrolló un sensor de flujo delgado y ultra-sensible con implicaciones significativas para investigación médica.

Los sensores de flujo, o caudalímetros, miden la velocidad de flujos líquidos o gaseosos. La velocidad del flujo biofluido es un parámetro fisiológico clave, pero los sensores de flujo existentes son voluminosos o carecen de precisión y estabilidad. El nuevo sensor se basa en grafeno —una sola capa de átomos de carbono en red de panal— para extraer carga del flujo acuoso continuo. Este fenómeno proporciona una estrategia de detección de flujo autoalimentada que ofrece métricas de rendimiento clave cientos de veces superiores a otros enfoques eléctricos.

Rendimiento excepcional

El sensor de flujo de grafeno detecta tasas de flujo tan bajas como un micrómetro por segundo —menos de cuatro milímetros por hora— y tiene potencial para distinguir cambios mínimos en flujo sanguíneo en vasos capilares. El rendimiento ha sido estable por periodos superiores a medio año.

El dispositivo es autoalimentado y tiene potencial para ser implantado para monitorización a largo plazo de flujo biofluido. Implantar un monitor de microflujo como este en un vaso sanguíneo pequeño es más simple y seguro que caudalímetros existentes, no aptos para medición de bajo flujo y que requieren instalación en vasos mayores. Científicos y médicos pueden encontrarlo útil para investigación y aplicaciones clínicas como monitorizar velocidad de flujo sanguíneo en vasos cerebrales profundos para entender el funcionamiento de neuronas que controlan el flujo sanguíneo.

Propiedades clave del grafeno

El grafeno es el material clave. La combinación única de propiedades intrínsecas —ultra-alta sensibilidad, ruido eléctrico ultra-bajo, electrificación de contacto mínima con soluciones acuosas, estabilidad química y mecánica sobresaliente, e inmunidad a bioincrustación— trabajan juntas para inducir el alto rendimiento del sensor de flujo.

Próximos pasos

Los siguientes pasos incluyen integrar el sensor de flujo en un dispositivo de monitorización de flujo auto-sostenido y explorar su aplicación en sanidad.