Znanstvenici predstavili novorazvijene fleksibilne, porozne i vrlo osjetljive senzore dušikovog dioksida koji se mogu primijeniti na koži i odjeći
Prema znanstvenicima, novorazvijeni fleksibilni, porozni i vrlo osjetljivi senzori dušikovog dioksida koji se mogu primijeniti na koži i odjeći imaju potencijalnu primjenu u zdravstvenoj skrbi, praćenju stanja okoliša i vojnoj upotrebi.
Predvođeni Huanyuom “Larryjem” Chengom, docentom inženjerskih znanosti i mehanike na sveučilištu Penn State, znanstvenici su objavili svoje dizajne senzora, koji se nadovezuju na prethodne modele, i rezultate u časopisu ACS Applied Materials and Interfaces.
Senzori nadziru dušikov dioksid, bilo iz daha ako je pričvršćen ispod nosa, ili iz znoja, ako je pričvršćen na drugom mjestu na tijelu. Za razliku od uzimanja uzoraka krvi, izravni spoj na kožu omogućuje kontinuirano, dugotrajno praćenje plina.
Cheng je objasnio da iako postoje slični senzori, ključna razlika u novom dizajnu je poroznost.
“Uobičajeni materijali podloge za plinske senzore su fleksibilni, ali nisu porozni”, rekao je. “Nakupljanje vodene vlage s površine kože može potencijalno dovesti do iritacije ili oštećenja površine kože. Moramo se pobrinuti da uređaj može biti porozan kako bi vlaga mogla proći kroz senzor bez nakupljanja na površini.”
Znanstvenici su stvorili nove senzore koristeći metodu izrade poznatu kao lasersko graviranje.
“Lasersko graviranje je slično aditivnoj proizvodnji po tome što se lako postavlja i ima nisku cijenu, a laser je široko dostupan”, rekao je Cheng. “Proces je relativno robustan, brz i mogao bi se proširiti na proizvodnju većih razmjera.”
Cheng i njegov tim integrirali su vrstu materijala poznatog kao blok kopolimeri sa smolom u senzore za lasersko graviranje sa željenom poroznošću.
“Integracija blok kopolimera nadilazi materijale koje smo koristili, pa smo istražili proširenje materijala supstrata s tipičnog tankog filma na gotovo sve”, rekao je Cheng. “To nam može dati poroznost i prilagodljivost veličine pora.”
Cheng je rekao da senzor može pratiti stanja poput kronične opstruktivne plućne bolesti, koju dušikov dioksid može uzrokovati ili pogoršati. Također je istaknuo da, iako su senzori razvijeni posebno za otkrivanje dušikovog dioksida, potencijalno bi mogli otkriti razne plinove i biomarkere – za određivanje razine glukoze za praćenje dijabetesa, na primjer, ili za identificiranje opasnosti u industrijskim ili borbenim uvjetima.
“Senzori također mogu biti korisni za praćenje plina u okolišu”, rekao je. “Mogli bismo pratiti kvalitetu zraka i obavijestiti pacijente o potencijalnoj zabrinutosti zbog prevelike količine ispušnih plinova iz automobila, na primjer. Zatim bi mogli koristiti te informacije kako bi izbjegli određena mjesta određenim danima.”