Ymchwil CS ar gyfer gwell iechyd

Mae sglodion electronig bach o’r enw lled-ddargludyddion cyfansawdd yn cynnig posibiliadau diddiwedd ar gyfer y dyfodol, o oleuadau, gwresogi a chludiant mwy effeithlon i ddiagnosis mwy effeithiol ym maes gofal iechyd. Yn lansiad Canolfan Ymchwil Drosi (TRH) Prifysgol Caerdydd eleni, esboniodd academyddion mai nod eu gwaith gyda’r byd diwydiant yw datblygu atebion i heriau mawr cymdeithas.

Yn y blog hwn, rydym yn crynhoi areithiau dau o’r ymchwilwyr hynny yn yr Ysgol Peirianneg sy’n gwthio ffiniau ymchwil Lled-ddargludyddion Cyfansawdd: ​​Yr Athro Khaled Elgaid, sy’n arbenigo ym maes Lled-ddargludyddion monolithig tra chyflym at ddibenion telathrebu, systemau radar a synwyryddion ynni effeithlon, a Dr. Arathy Varghese, sy’n gweithio ar gymhwyso technolegau Lled-ddargludyddion Cyfansawdd i offer gofal iechyd unigryw i bob person ac sy’n gallu canfod afiechydon.

Yr Athro Khaled Elgaid

“Rwy’n gweithio ym maes transistorau, sef y brif elfen mewn derbynwyr trosglwyddiadau, felly maen nhw ym mhob ffôn symudol, maen nhw ym mhob tŷ. Cefais fy nghyflwyno i dransistorau yn yr Unol Daleithiau, pan wnes fy MSc ym Mhrifysgol Cincinnati, cyn symud i Glasgow yn ’93 i wneud PhD, a gweithio ym maes transistorau o dan oruchwyliaeth Steve Pullman.

Beth yw lled-ddargludydd cyfansawdd, o’n safbwynt ni? Yn y bôn, creu deunyddiau electronig ar ffurf wafferi tenau iawn, yna creu strwythurau cymhleth iawn arnynt ar raddfa nanomedrau sydd ar waith yma. Mae i’r strwythurau hyn tua 27 lefel: mae’n union fel adeiladu adeilad, ond gan osod 27 llawr â chywirdeb nanomedrau, felly mae’n broses hynod gymhleth.

Beth sydd ei angen i wneud hynny? Mae angen màs critigol o amrywiaeth a gwybodaeth: mae angen y deunyddiau ymlaen llaw, mae angen y gwneuthurwyr; mae arnom angen y bobl sy’n dylunio; y bobl sy’n profi ac yn modelu; ac yna mae ein canfyddiadau’n dychwelyd i’r cylch er mwyn mireinio dro ar ôl tro. Mae’n broses ddeinamig iawn. Nid yw’n waith llonydd ei natur, mae’n symud drwy’r amser wrth i dechnoleg newydd ddod i’r fei ac os byddwch ar ei hôl hi, yna mae’r prosiect drosodd!

Felly, rydyn ni’n gweithio ddydd a nos. Dyna sy’n ein deffro yn y bore, her fawr y peth. Mae parhad yn bwysig iawn: os bydd rhywun yn symud allan o grŵp, yna gallai prosiect chwalu, felly mae’n gystadleuol iawn, ond yn rhoi boddhad mawr.

Yn y gorffennol, byddem yn siarad o hyd am y perfformiad – mai hwnnw oedd y peth pwysicaf – mae angen rhagor o ddata arnom, mae angen transistorau cyflymder uwch arnom, ac ati. Ond cyn hir, fel y gwyddoch efallai, bydd oddeutu 100 biliwn o ddyfeisiau wedi’u cysylltu, ac mae hynny’n llawer o ynni. Os oes gennych chi 4G, mae gennych chi 10 megabit yr eiliad, ond pan fyddwch chi’n symud i 5G rydych chi’n defnyddio 10 gigabeit yr eiliad ac mae hynny’n gynnydd ynni o 70%, felly yn ddiweddar mae’r holl ymchwil wedi canolbwyntio ar leihau’r ynni a ddefnyddir gan dransistorau, sy’n hynod bwysig.

Yn ein gwaith yn y Ganolfan Peirianneg Amledd Uchel mae tua 10 academydd yn gweithio gyda’i gilydd o’r pwynt twf wafferi, trwy’r gweithgynhyrchu, profi a modelu, gan wedyn leihau’r ynni a ddefnyddir, i geisio bodloni gofynion Net Sero. Diolch yn fawr.

Dr. Varghese  ​

“Arathy ydw i, ac rwy’n gweithio gyda’r Tîm Amledd Uchel yn yr Ysgol Peirianneg. Yn ogystal â datblygu dyfeisiau amledd uchel, rydym hefyd yn gweithio ar fiosynwyryddion.

Rydym yn datblygu dyfeisiau sensitifrwydd tra-uchel sydd â lled-ddargludyddion cyfansawdd yn sail iddynt ac sy’n gallu canfod biofarcwyr o hylifau’r corff – yn hylifau’r corff er enghraifft gwaed, poer, chwys, ac ati, ceir nifer fawr o fiofarcwyr, ond mae’r crynodiad yn fach iawn, felly mae’n amhosibl canfod y biofarcwyr hyn, yn enwedig yng nghamau cynnar clefydau fel canser.

Os byddwn yn datblygu dyfais sensitif iawn sy’n gallu canfod y rhain yn gynnar, gall ein helpu o ran mynd i’r afael â chlefydau. Rydym wedi datblygu biosynwyryddion sy’n gallu gwneud y gwaith canfod-yn-gynnar hwn ac rydym yn ceisio eu hintegreiddio â thechnolegau diwifr fel y gallwn eu cyflwyno ar ffurf offer gofal iechyd unigryw i bob person, at ddibenion cynorthwyo ym maes gofal iechyd lleol neu ofal iechyd o bell. Yn ogystal â biosynwyryddion, rydym hefyd yn gallu datblygu synwyryddion nwy, ar gyfer canfod nwy hydrogen neu ganfod allyriadau carbon deuocsid.

A gallwn hefyd ddatblygu synwyryddion Ph. Rydym yn canolbwyntio’n fwy ar fiosynwyryddion oherwydd ein bod yn credu mai’r rhain y mae’r angen mwyaf amdanynt, ac rydym eisoes wedi eu profi ar gyfer canfod canser, a chanfod Covid, felly rydym yn arloeswyr ym maes synwyryddion Covid â lled-ddargludyddion cyfansawdd yn sail iddynt.

Rydym yn gweithio ar eu hintegreiddio â thechnoleg ddiwifr a chreu offer gofal iechyd unigryw i bob person, y gellir ei ddefnyddio gartref, fel na fydd rhaid i bobl fynd i gael eu sgrinio mewn canolfannau gofal iechyd neu glinigau, byddant yn gallu aros yng nghysur eu cartrefi.

Rydym wedi gweld y galw am synwyryddion o’r fath yn cynyddu ers y pandemig, ac rydym yn edrych ymlaen at ddefnyddio cyfleusterau’r Ganolfan Ymchwil Drosi i wthio ffiniau technolegau synhwyro er mwyn datblygu synwyryddion effeithlon iawn a fydd yn golygu’n bod yn agosach at ddyfodol iachach a chynaliadwy.

Diolch yn fawr.”

I gael rhagor o wybodaeth am y Sefydliad Lled-ddargludyddion Cyfansawdd, ewch i’n gwefan, neu gwyliwch ein ffilm, isod, am Ystafell Lân y Sefydliad sydd newydd ei lansio 👇👇👇.

Os hoffech chi ddysgu rhagor am waith y Sefydliad Arloesi Sero Net, ein meysydd strategol a’n gweledigaeth, yn ogystal â sut y gallwch chi gyfrannu at ymchwil Sero Net ym Mhrifysgol Caerdydd, ewch i’n gwefan yn https://www.cardiff.ac.uk/net-zero-innovation-institute a dilynwch ni ar Twitter – @CUNetZero.