С помощью печати металлов на ткани удалось создать недорогие, эффективные и удобные биосенсоры.
Биоэлектрические датчики на коже позволяют измерять электрические сигналы в теле человека, такие как активность сердца и сокращение мышц. Это является ценной информацией для клиницистов, но существующие биоэлектрические датчики неудобные, дорогие и сложные в изготовлении.
Группа исследователей из Университета Юты и Национального университета Кёнсан (Южная Корея) разработала недорогой и удобный биоэлектрический датчик. Результаты работы были опубликованы в AIP Publishing
Разработанный датчик проводит измерение электромиографических (ЭМГ) сигналов, которые мышцы генерируют при сокращении. Сигналы ЭМГ предоставляют информацию о появлении усталости в мышцах и периоде восстановления и, таким образом, помогают в диагностике и лечении нервно-мышечных заболеваний.
При любом движении происходит изменение потенциала напряжения, что и позволяет измерить напряжение во времени.
Биосенсор, созданный учеными, встраивается непосредственно в одежду, что имеет большие преимущества, так как это не только удобно, но и за счет хорошего контакта одежды с кожей можно получить достаточный сигнал.
Сначала, исследователи на ткань наносили серебряную пасту. Серебро является хорошим проводящим материалом для фиксации электрических сигналов. Однако, серебро при длительном контакте может оказывать определенное токсичное воздействие и раздражение кожи.
Для полноценного использования проводящих свойств серебра ученые поверх серебра нанесли слой наночастиц золота. Золото полностью заключило в капсулу частицы серебра, не позволяя этому металлу контактировать с кожей.
В результате получился детектор, который не раздражал кожу и хорошо проводил электрические импульсы. Количество золота и серебра, используемое для создания такого датчика, незначительно, что делает их себестоимость небольшой.
Ученые тестировали работу биосенсора, разместив его на бицепсе и пальцах и отслеживали электрические импульсы при сокращении этих мышц, по мере выполнения различных упражнений.
В связи с тем, что датчик располагается в ткани одежды и предназначен для длительного использования, он должен был выдерживать стирку. Команда провела несколько стирок одежды с датчиком и тестирование показало, что производительность его не изменилась.
Команда ученых считает, что использование такой техники печати на тканях для создания биоэлектрических датчиков может в будущем стать революционной.
