В Южной Корее изобрели нить, превращающую одежду в датчик, который определяет состояние здоровья по анализу состава пота. Разработка описана в журнале Small Structures.
Главная особенность новинки — для сбора пота и его анализа ей не нужен источник питания. Для считывания показаний используется внешнее устройство — часы или смартфон.
Пот — ценный индикатор для мониторинга состояния здоровья в реальном времени, поскольку он содержит множество биологических данных, включая электролиты и метаболиты. Большинство носимых сенсоров для его анализа работают благодаря микроканалам либо принудительно усиливают потоотделение. Это приводит к нестабильному контакту с кожей и затрудняет надежный сбор необходимого объема пота.
Корейские ученые разработали особое композитное волокно, объединив двумерный наноматериал дисульфид молибдена MoS₂ с полимерной основой — полимолочной кислотой. Получилась пористая нить, которая естественным образом впитывает пот за счет капиллярного эффекта — примерно так же, как корни растений втягивают воду — без необходимости в отдельном насосе или источнике питания. Теплоизоляционные свойства волокна предотвращают потерю тепла между кожей и датчиком, благодаря чему пот даже в самых небольших количествах не высыхает, а идет в дело.
Новый датчик обладает мультимодальной функцией, то есть позволяет одновременно выявлять компоненты пота и регистрировать движения тела. Волокно легко различает разные показатели здоровья без сложных вычислений, используя противоположные электрические реакции, возникающие при контакте с электролитами (проводимость растет) и метаболитами (проводимость падает).
Причем пота ему нужно очень, очень мало — считанные микролитры (минимум для обнаружения — 0,5 мкл, такой объем не видно невооруженным глазом).
Движения нить улавливает благодаря пьезорезистивному эффекту: деформация меняет плотность наночастиц MoS₂ — и, как следствие, их общее сопротивление.
«Ткань спроектирована так, чтобы одновременно собирать и анализировать пот. Мы ожидаем, что область применения этой технологии расширится не только до персонализированной медицины и спортивного мониторинга, но и до платформ, которые позволяют отслеживать физиологическое состояние пациентов в реальном времени и диагностировать заболевания на ранней стадии», — пояснил инженер-робототехник Ким Бон-хун из Института науки и технологий Тэгу Кёнбук, руководивший исследованием.
Создан анализатор пота для тех, кто мало потеет
В Корее создали умную ткань, «понимающую» человеческие ощущения
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX