von Cai Xin und Zhao Weiwei, Hefei Institutes of Physical Sciences, Chinese Academy of Sciences
Die Schweißsensor-Armbanduhr bietet eine Echtzeitüberwachung der Körperchemie. Bildnachweis: Cai Xin
Die Forscher entwickelten eine einzigartige Armbanduhr mit mehreren Modulen, darunter einem Sensorarray, einem Mikrofluidik-Chip, Signalverarbeitung und einem Datenanzeigesystem zur Überwachung der im menschlichen Schweiß enthaltenen Chemikalien. Ihre Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht ACS Nano.
„Es kann den Kaliumspiegel (K) kontinuierlich und genau überwachen+), Natrium (Na+) und Kalzium (ca2+) und bietet Echtzeit- und Langzeitverfolgungsmöglichkeiten“, sagte der leitende Forscher Professor Huang Xingjiu vom Institut für Festkörperphysik der Hefei-Institute für Physikalische Wissenschaften der Chinesischen Akademie der Wissenschaften.
Große Fortschritte wurden bei Schweißsensoren gemacht, die auf elektrochemischen Methoden basieren und es einfacher machen, körperliche Veränderungen zu verfolgen. Die Stabilität des Sensorchips ist entscheidend für seine Anwendungswirkung und Lebensdauer und damit für den langfristig zuverlässigen Betrieb des Sensors.
Daher konzentrierten sich die Forscher auf die Entwicklung einer stabilen SC-Schnittstelle als Kernkomponenten und gleichzeitig auf die vollständige Integration mehrerer Module des Schweißsensors, um eine gleichzeitige und zuverlässige Überwachung mehrerer Zielionen zu ermöglichen.
In dieser Studie entwickelten die Forscher massenproduzierte Sensorarrays auf der Basis von hierarchischem, mehrschichtigem, porenvernetztem N-dotiertem porösem Kohlenstoff, der mit reduzierten Graphenoxid-Mikrokügelchen (NPCs@rGO-950) mit hoher Hydrophobie als Kern-SC beschichtet ist. Dies ermöglichte eine sehr selektive Überwachung von K+N / A+und das2+ Ionen im menschlichen Schweiß.
Dr. Cai zeigt die Armbanduhr, mit der der Gehalt verschiedener Chemikalien im Schweiß überwacht werden kann. Bildnachweis: Cai Xin
Mithilfe von CT-Scans und der Simulation der Potenzialdiffusion von Feststoff-Feststoff-Grenzflächen stellten sie fest, dass die Diffusion von Substanzen zwischen Feststoffgrenzflächen sehr gering und die Fähigkeit, elektrische Ladung an diesen Grenzflächen zu speichern, hoch ist. Dies gewährleistet die hervorragende potenzielle Stabilität, Reversibilität, Wiederholbarkeit und Selektivität von Sensornetzwerken.
Die langfristige Zuverlässigkeit dieser Uhr ist vielversprechend. Er kann alle drei im menschlichen Schweiß vorhandenen Ionen mehr als sechs Monate lang kontinuierlich überwachen und übertrifft damit die Stabilität vieler anderer gemeldeter Sensoren.
Laut dem Team stellt diese Studie einen umfassenden Ansatz für Materialdesign, Schnittstellenmechanismusforschung, Massenproduktion von Sensorchips und umfassende modulare Integration dar und bietet mehr Möglichkeiten für tragbare elektrochemische Schweißsensoren.
Mehr Informationen:
Xin Cai et al., Vollständig integrierte Multiplex-Armbanduhr zur Echtzeitüberwachung von Elektrolytionen im Schweiß, ACS Nano (2024). DOI: 10.1021/acsnano.3c13035
Bereitgestellt von den Hefei Institutes of Physical Sciences der Chinesischen Akademie der Wissenschaften
Zitat: Schweißsensor-Armbanduhr bietet Echtzeitüberwachung der Körperchemie (24. Mai 2024), abgerufen am 24. Mai 2024 von https://phys.org/news/2024-05-sensor-wristwatch-real-body-chemistry.html
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