Съедобная электроника: как морские водоросли могут изменить технологию датчиков здоровья и фитнеса.
Ученые из Университета Сассекса успешно испытали новые биоразлагаемые датчики здоровья, которые могут изменить то, как мы воспринимаем технологии личного ухода за здоровьем и фитнеса.
Команда из Сассекса разработала новые датчики здоровья, которые носят бегуны или пациенты для контроля частоты сердечных сокращений и температуры, используя природные элементы , такие как каменная соль , вода и морские водоросли, в сочетании с графеном. Поскольку они сделаны исключительно из природных компонентов, датчики полностью биоразлагаемы, что делает их более экологичными, чем обычно используемые альтернативы на основе резины и пластика. Их естественный состав также помещает их в зарождающуюся научную область съедобной электроники — электронных устройств , которые безопасны для человека.
Более того, исследователи обнаружили, что их устойчивые датчики на основе морских водорослей фактически превосходят существующие синтетические гидрогели и наноматериалы, используемые в носимых мониторах здоровья, с точки зрения чувствительности. И чем чувствительнее датчик, тем точнее он будет фиксировать жизненные показатели человека.
Идея использовать морские водоросли в устройстве для мониторинга здоровья возникла, когда ведущий ученый доктор Конор Боланд, физик из Университета Сассекса, смотрел телевизор во время блокировки.
Доктор Конор Боланд, преподаватель физики материалов в Школе математических и физических наук, сказал: «Я впервые решил использовать морские водоросли в лаборатории после просмотра MasterChef во время изоляции. Упругая структура, которую веганы и вегетарианцы предпочитают в качестве альтернативы желатину. Это заставило меня задуматься: «Что, если бы мы могли сделать это с помощью сенсорной технологии?
«Для меня одним из самых захватывающих аспектов этой разработки является то, что у нас есть датчик, который является одновременно полностью биоразлагаемым и высокоэффективным . микропластик попадает в источники воды по мере их разложения.
«Как молодой родитель, я считаю своей обязанностью обеспечить, чтобы мои исследования позволили реализовать более чистый мир для всех наших детей».
Морские водоросли — это прежде всего изолятор, но, добавив критическое количество графена в смесь водорослей , ученые смогли создать электропроводящую пленку. При погружении в соляную ванну пленка быстро впитывает воду, в результате чего образуется мягкий, губчатый, электропроводящий гидрогель.
Эта разработка может произвести революцию в технологии мониторинга здоровья, поскольку будущие приложения носимых датчиков клинического уровня будут выглядеть как вторая кожа или временная татуировка: легкие, простые в применении и безопасные, поскольку они сделаны из натуральных ингредиентов . Это значительно улучшит общий опыт пациента, избавив от необходимости в более часто используемых и потенциально инвазивных больничных инструментах, проводах и электродах.
Доктор Сью Бакстер, директор по инновациям и деловому партнерству Университета Сассекса, воодушевлена потенциальными преимуществами этой технологии. Она заявила: «В Университете Сассекса мы привержены защите будущего планеты с помощью исследований, опыта и инноваций в области устойчивого развития. Что так захватывает в этой разработке доктора Конора Боланда и его команды, так это то, что ей удается быть на высоте. когда-то действительно устойчивые, доступные и высокоэффективные, превосходящие синтетические альтернативы.
«Что еще примечательно на этом этапе исследования — и я думаю, что это говорит о тщательной работе, которую доктор Боланд и его команда проделали, когда они создавали свой план, — это то, что это больше, чем доказательство принципиальной разработки. Наши ученые из Сассекса создали устройство, имеющее реальный потенциал для промышленного развития, в продукт, от которого вы или я могли бы извлечь выгоду в относительно ближайшем будущем».
Этот последний исследовательский прорыв последовал за публикацией плана разработки наноматериалов учеными из Сассекса в 2019 году, в котором исследователям был представлен метод оптимизации разработки датчиков наноматериалов.
Ведущим автором, работавшим над выводами под руководством доктора Боланда, был студент магистратуры Сассекса Кевин Доти, студент магистратуры Школы математических и физических наук Университета Сассекса. Он сказал: «Раньше я преподавал химию, но решил, что хочу больше узнать о нанонауке. Моя игра окупилась, и я не только получил от нее больше удовольствия, чем ожидал, но и получил возможность использовать имеющуюся у меня информацию. научился работать над новой идеей, которая превратилась в первую авторскую публикацию, будучи студентом магистратуры.
«Изучение нанонауки показало мне, насколько разнообразна и междисциплинарна эта область. Любой научный опыт может принести знания, которые можно применить в этой области уникальным способом. Это привело к дальнейшему обучению в аспирантуре, открыв все новые карьерные пути, о которых я раньше не мог и подумать».
Статья «Высокочувствительные пьезорезистивные графеновые гидрогели, вдохновленные продуктами питания» была недавно опубликована в ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Теги: растения
