في خطوة تساعد المجال الطبي الحيوي - وهو فرع من العلوم الطبية يسعى لتطوير حلول طبية وعلاجية وأدوات تشخيصية لمختلف الأمراض - كشف معهد IMEC عن استعراض مهم وغير مسبوق في هذا المجال من خلال قدرته على تصنيع الثقوب النانوية على رقاقة كاملة الحجم باستخدام أحدث آلات ASML.

خطوة مهمة وغير مسبوقة!

إمكانية الدخول في أولى مراحل الإنتاج للثقوب النانوية للاستشعار الجزيئي كان حلم يراود مختلف القطاعات الطبية، فهناك دراسات كانت تتحدث عن الحاجة إلى هكذا قدرات لتساعد على دراسة الأمراض المستعصية بدقة متناهية بجانب توفير العلاج بشكل أسرع بفضل إمكانيات الاستشعار الجزيئي التي تتيحها هذه الثقوب.

نجاح معهد IMEC كان ممكنًا باستخدام آلات الأشعة فوق البنفسجية EUV المتطورة من شركة ASML، إذ وصف رئيس قطاع الاتصالات في الشركة نفسها بأنه إنجاز مذهل وغير متوقع في المجال الطبي الحيوي لآلات الشركة، مما قد يمثل قفزة هامة بفضل إمكانيات الاستشعار الجزيئي التي تتيحها هذه الثقوب.

تُعد خصائص الثقوب النانوية محط اهتمام كبير في الطب الحيوي، فهذه ثقوب متناهية الصغر لا يتجاوز عرضها بضعة نانومترات، إذ يبلغ قطر هذه المسام أصغر بحوالي 10 آلاف مرة من شعرة الإنسان، هل تصدق ذلك؟

ما هي الفائدة من هذه الثقوب الدقيقة؟

التوضيح الذي نشره معهد IMEC من خلال الورقة البحثية الرسمية – يمكن الإطلاع عليه هنا – يؤكد أنه يمكن استخدام الثقوب النانوية في أجهزة الاستشعار الحيوية نظراً لطريقة تفاعل الجزيئات معها، إذ تعتمد الآلية العلمية لاستخدامها في الكشف عن قياس التيار الأيوني الذي يتدفق عبر الثقوب النانوية. وعند مرور الجزيئات عبر هذه الثقوب، فإنها تكشف عن حجمها وبنيتها وشحنتها وتفاعلاتها.

بهذه الطريقة، تعمل الثقوب النانوية المصنعة بتقنية EUV كنقاط تفتيش جزيئية للاستشعار الحيوي، إذ يمكنها اكتشاف وتحديد الجزيئات الفردية مثل الفيروسات، أو البروتينات، أو الحمض النووي، وغيرها.

علاوة على ذلك، أشار المعهد نفسه إلى أن ضبط حجم هذه الثقوب النانوية في الحالة الصلبة يمكن أن يكون مفيداً أيضاً في فلترة وتخزين البيانات الجزيئية.

يُزعم أن الطرق الحالية لإنتاج الثقوب النانوية بطيئة، ومقتصرة على المختبرات، ومكلفة للغاية. وفي هذا السياق، تصف الورقة البحثية الصادرة عن معهد IMEC كيف نجح المعهد في تصنيع ثقوب نانوية عالية التجانس بأقطار تصل إلى حوالي 10 نانومتر على كامل مساحة رقاقات السيليكون بحجم 300 ملم.

ما يبعث على الطمأنينة قليلاً هو تأكيد الباحثين على أن هذه الخطوة تمثل تقدماً نحو إنتاج ضخم فعال من حيث التكلفة، لأن التقييم الأولي لتكاليف إنتاج رقاقة كاملة بحجم 300 ملم مليئة بالثقوب النانوية مرتفع جدَا.