Naukowcy twierdzą, że ślad środowiskowy związany z produkcją włókna jest również niewielki.
Bioinżynierom udało się opracować czujniki cienkie jak pajęczy jedwab.
Naukowcy z Uniwersytetu w Cambridge w Wielkiej Brytanii twierdzą, że niezwykle jasne czujniki można wykorzystać do monitorowania zdrowia ludzkiego, np. bicia serca, lub do wykrywania szczegółowych zmian w środowisku.
Czujniki są 50 razy cieńsze od ludzkiego włosa i tak lekkie, że naukowcom udało się wydrukować włókno bezpośrednio na mniszku lekarskim, unikając jego zapadania się.
W niedawno opublikowanym badaniu czujnik przetestowano pod kątem rejestrowania sygnałów, takich jak bicie serca, w taki sam sposób, jak elektrokardiogram (EKG).
Zespół badawczy twierdzi, że czujniki są tak niezauważalne, że można je stosować u niemowląt i zwierząt bez ich wiedzy.
„Na przykład ciągły pomiar EKG u dziecka jest naprawdę trudny, więc będzie to bardzo ważne zastosowanie. Zakłada się te maleńkie włókna, które nie zakłócają ich i wtedy mogą faktycznie EKG można mierzyć w sposób ciągły” – powiedział Yan Yan Shery Huang, główny badacz i bioinżynier na Uniwersytecie w Cambridge.
„Mogę myśleć także o zwierzętach. Jeśli więc podobają Ci się jakieś obszary (skóry), możesz pozbyć się sierści zwierzęcia i następnie umieścić tam włókna, a one nie będą chciały dostać się do tego urządzenia” – dodał Huang.
Zespół przetestował włókna bioelektroniczne na powierzchniach, w tym na zarodku kurczaka, i wykazał, że są one niezauważalne, zapewniając jednocześnie wysoką jakość działania czujnika.
Zdaniem zespołu czujniki znajdujące się na jednej osobie mogą w przypadku kontaktu odbierać sygnały od innej osoby.
„Jeśli nałożymy włókna na przykład na opuszki palców, a następnie dotkniemy innej osoby i wtedy będziemy w stanie wyczuć EKG innej osoby bez żadnych urządzeń do noszenia. Wyobraźcie sobie więc, że lekarze mogą potencjalnie, a może matki, mogą to zrobić nosić czujniki, dotykać swoich dzieci i odbierać ich sygnał EKG” – powiedziała Huang.
Włókno składa się głównie z trzech składników – materiału polimerowego, który umożliwia temu materiałowi wciąganie się we włókno, kwasu hialuronowego podobnego do ludzkiej skóry, który umożliwia włóknom kontakt ze skórą oraz polimeru półprzewodnikowego, który przenosi sygnał elektryczny ze skóry. Ciało.
„Niezwykle mały ślad środowiskowy”
Większość istniejących elastycznych czujników jest wykonana z tworzywa sztucznego, które po utylizacji może stać się zagrożeniem biologicznym. Druk 3D jest mniej marnotrawny, ale nie pozwala na drukowanie tak dokładnie, jak włókna bioelektroniczne zawierające biokompatybilny polimer, kwas hialuronowy i tlenek polietylenu.
Zdaniem zespołu badawczego, mimo że jest to włókno syntetyczne, ślad środowiskowy jego produkcji jest również niezwykle niewielki.
Zdaniem naukowców nowe włókno można wypłukać pod koniec jego użytkowania, wytwarzając mniej niż jeden miligram odpadów, co jest porównywalne z typowym wsadem prania, w wyniku którego powstaje od 600 do 1500 miligramów odpadów włóknistych.
Dodali, że włókno można łatwo wytworzyć na miejscu. Inaczej jest w przypadku wielu istniejących produktów, które muszą być wytwarzane w drogich „czystych pomieszczeniach”, które są kosztowne i powodują większy ślad węglowy.
„Cały cykl życia tego interfejsu czujnika ma bardzo, bardzo niewielki wpływ na środowisko. To jak pająki, można je naprawiać na żądanie, można je tworzyć w dowolnym miejscu, więc bez scentralizowanych obiektów, bez stosowania bardzo energochłonnych procesów, jest to bardzo niskie procesu utylizacji odpadów” – mówi Huang.
W badaniu naukowcy napisali, że włókno można zastosować w dziedzinach innych niż opieka zdrowotna, takich jak rzeczywistość wirtualna czy tekstylia elektroniczne. Można je również wykorzystać do poprawy „odczuwania rzeczywistości” w grach lub jako czujniki środowiskowe.
Więcej informacji na temat tej historii można znaleźć w filmie w odtwarzaczu multimedialnym powyżej.
