Con chip nhỏ nhất thế giới

Con chip đã được ứng dụng thành công trên chuột.

Mới đây, các kỹ sư tại Đại học Columbia (Mỹ) đã phát triển hệ thống chip đơn nhỏ nhất từng có. Thiết bị này có thể được cấy vào kim tiêm dưới da để đo nhiệt độ cơ thể và hơn thế nữa.

Các thiết bị cấy ghép nhỏ có khả năng theo dõi nồng độ oxy trong các mô sâu của cơ thể. Hay, những cảm biến “bụi thần kinh” theo dõi tín hiệu thần kinh trong thời gian thực... Đó là minh chứng cho thấy, các nhà khoa học đang đạt được những bước tiến lớn khi phát minh ra thiết bị điện tử nhỏ bé.

Mới đây, thiết bị cấy ghép do các kỹ sư tại Trường Đại học Columbia phát triển đã tạo nên bước đột phá mới. Thiết bị - hệ thống chip đơn nhỏ nhất thế giới, là một mạch điện tử với tổng thể tích nhỏ hơn 0,1 mm3. Với thể tích này, chúng ta chỉ có thể nhìn thấy con chip dưới kính hiển vi.

Trong trường hợp con chip có thể có các mô-đun tần số vô tuyến (RF) để truyền và nhận tín hiệu vô tuyến điện từ, những bước sóng này quá lớn để có thể sử dụng với một thiết bị nhỏ như vậy. Mặt khác, bước sóng siêu âm nhỏ hơn nhiều ở một tần số nhất định.

Bởi, tốc độ âm thanh nhỏ hơn nhiều so với tốc độ ánh sáng mà sóng điện từ truyền đi. Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã kết hợp một bộ chuyển đổi áp điện hoạt động như “ăng ten” để cấp nguồn và liên lạc không dây qua sóng siêu âm.

Điều này kết hợp với một cảm biến nhiệt độ công suất thấp trên bo mạch. Qua đó, biến con chip thành một đầu dò để cảm biến nhiệt độ theo thời gian thực. Thông qua sóng siêu âm, con chip có thể theo dõi nhiệt độ cơ thể và sự dao động về nhiệt độ.

Khả năng này của con chip đã được chứng minh trên chuột sống. Các nhà khoa học đã sử dụng chip để kích thích thần kinh ở chuột bằng sóng siêu âm.

Các nhà khoa học bày tỏ hy vọng sẽ có thể cấy những con chip này vào cơ thể người. Sau đó, truyền đạt thông tin không dây về những gì họ đo được qua sóng siêu âm.

Hiện tại, khả năng của con chip gặp giới hạn với nhiệt độ cơ thể. Tuy nhiên, một số hạn chế khác có thể xảy ra bao gồm huyết áp, mức đường và chức năng hô hấp.

Ken Shepard - Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi muốn xem mình có thể đưa giới hạn về mức độ hoạt động của một con chip nhỏ như thế nào. Đây là một ý tưởng mới về “chip như một hệ thống”. Con chip là một hệ thống điện tử hoạt động hoàn chỉnh.

Cũng theo ông Shepard, phát minh này có thể “mở đường” cho một cuộc cách mạng. Nhờ đó, giúp các nhà khoa học phát triển những thiết bị y tế cấy ghép không dây, thu nhỏ. Những thiết bị đó sẽ được đưa vào ứng dụng lâm sàng và phê duyệt để sử dụng cho con người.