Ученые из Бингемтонского университета (США) совершили прорыв, который может сделать биосенсоры более удобными для ношения, и усилить их сигналы. Команда продемонстрировала новый тип пористого силикона, который позволяет испарять пот.
Биосенсоры для ношения на коже, дают медикам новые возможности. Например, врачи могут проводить неинвазивное слежение за состоянием здоровья пациентов, определять уровень глюкозы или стресса.
Исследователи использовали силикон полидиметилсилоксаном (ПДМС), который используется при разработке биосенсоров из-за его свойств биосовместимости и гибкости. Однако это твердый непористый материал и он не обладает воздухопроницаемостью, что может вызвать проблемы по нескольким причинам.
Например, при мониторинге за состоянием человека во время спортивных занятий, под устройством на коже может скапливаться пот. Это вызывает воспаление кожного покрова, при этом устройство будет передавать неточные данные.
Команда смогла создать пористую форму ПДМС с помощью процесса электроспиннинга (электроформования, электропрядения), когда жидкости сначала протягиваются через электрическое поле, которое разбивает их на микроскопические волокна. Этот метод производства полимерных волокон привел к созданию нового материала, который при механических испытаниях действует аналогично коллагену и эластичным волокнам эпидермиса человека, а также обладает адгезионными свойствами, которые позволяют ему прилипать к коже человека.
Исследователи проверили свойства пористого ПДМС с помощью серии экспериментов и подтвердили, что он позволяет испаряться поту во время упражнений и что сигнал устройства поддерживается на протяжении всего процесса. Непористый ПДМС прошел те же испытания: обычный материал не допускает испарения пота и в результате сигнал устройства поступает с более низким разрешением.
Помимо пота, пористый материал также пропускает небольшие молекулы и газ. По словам команды, это означает, что его можно интегрировать с тканями тела, чтобы открыть ряд новых возможностей. Например, создание специальных устройств для заживление ран, мониторинга кислорода и углекислого газа или имплантации с клетками человека.
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Materials Technology.