Команда ученых в Китае создала носимый потовый анализатор из шелка, который в реальном времени измеряет набор биомаркеров здоровья, включая уровень глюкозы, лактата и калия.
Это скачок в материаловедении, который даст нам новые способы отслеживания выносливости и обезвоживания при физической нагрузке, а также таких заболеваний, как диабет и почечная недостаточность.
Исследование, проведенное Иньин Чжаном из химического факультета Университета Цинхуа в Пекине, было вдохновлено маленьким червем. Скромный шелкопряд плетет единственную, прочную и однородную нить шелка длиной до 1,5 километров в процессе строительства своего кокона.
Этот эпический пример создания личного жилья питал китайскую шелковую промышленность более 5000 лет. Шелковая ткань славится высокой механической прочностью, однородностью, комфортом и воздухопроницаемостью.
Команда Чжана воспользовалась следующей новой технологией: они нагревали шелк до 900 градусов по Цельсию, вызывая естественный процесс глубоких химических изменений, которые "карбонизируют" волокно.
Обладая этой новой углеродной структурой, шелк превращается из одной из самых привлекательных тканей в мире в электрод высшего класса, способный измерять потоотделение, создающее в анализаторе слабый электрический ток.
Используя лазерное устройство для создания шести отдельных датчиков на участке материала, команда Чжана разработала небольшой образец ткани, который мог бы измерять глюкозу, лактат, натрий, калий, аскорбиновую кислоту и мочевую кислоту.
«Тканая пористая структура обеспечила углеродной ткани хорошую электропроводность ... и хорошую смачиваемость водой для эффективной передачи электронов и обильного доступа к реагентам, что позволяет ей служить отличным рабочим электродом в электрохимических сенсорах», - пишут ученые.
Исследователи не преувеличивают потенциал "потовой повязки", ведь ее применение может оказаться весьма разнообразным и жизненно необходимым. Шесть указанных биомаркеров характеризуют, помимо прочего, предрасположенность к диабету, физическую выносливость, наличие обезвоживания, болезней почек, и подагры.
Более того, как отмечают исследователи, стандартные тесты часто включают в себя отбор образцов крови, которые необходимо транспортировать, с соответствующей временной задержкой, в большие и дорогостоящие лаборатории для анализа.
Команда Чжана предложила пятерым добровольцам опробовать патч, надетый на плечи, при езде на велосипеде. Шелковые датчики через Bluetooth подсоединялись к смартфону, который мгновенно показывал велосипедистам параметры из здоровья. И результаты, как пишут авторы, были очень точными.
Команда сравнила показания датчиков о содержании глюкозы с результатами высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией образцов, отосланных в лабораторию для контрольного теста. Два уровня были сопоставимы.
Группа также подвергала ткань изгибу и повторному использованию в течение четырех недель с незначительными изменениями в условиях эксперимента.
«Универсальность, высокая чувствительность и замечательная стабильность анализатора пота, а также процесс его легкого изготовления являются многообещающими и сулят широкое практическое применение для мониторинга здоровья человека в режиме реального времени», - заключают они.
Друзья, хотелось бы услышать и Ваши мысли по этому поводу в комментариях. А также не забывайте ставить лайк и подписываться на наш канал, чтобы узнавать больше интересного.