Plan for udvikling af nanomateriale giver håb til nyfødte, ældre og travle læger

Nyfødte babyer, ældre mennesker, Syge hospitalspatienter og sportsentusiaster kan alle vinde ved et gennembrud i udviklingen af ​​bærbar teknologi ved hjælp af nanomaterialer fra University of Sussex.

Fysiker Dr. Conor Boland ved University of Sussex har udgivet en 'blueprint' for at hjælpe videnskabsmænd med at forstå, hvordan man optimerer effektiviteten af ​​de nanomaterialer, der bruges i sundhedssensorer. Nanomaterialer lover at give nøglen til bærbar teknologi, der sporer blodtryk, puls, vejrtrækning og ledbevægelser i realtid, og trådløst. Men hvordan man kan gøre disse fleksible materialer både mere følsomme og at strække sig længere, har indtil nu studset forskerne. Dr. Bolands artikel "Stumbling Through the Research Wilderness, Standardmetoder til at skinne lys på elektrisk ledende nanokompositter til fremtidig sundhedsovervågning" er offentliggjort i det prestigefyldte tidsskrift ACS Nano torsdag den 13. december.

Efter at have analyseret data fra 200 publikationer om emnet, Dr. Conor Bolands papir afdækker for første gang dilemmaet, at jo længere et materiale kan strækkes, jo mindre følsom er den.

Imidlertid, ved at introducere en ny måde for forskere at fortolke deres data på, Dr. Boland præsenterer en metode for forskere til at forstå, hvordan følsomhed og fleksibilitet kan optimeres. Disse nanobaserede sundhedsovervågningsmaterialer skal være følsomme nok til at måle en puls med dens subtile stimuli med lav belastning, men også for at bevare den følsomhed, når man måler de store belastninger af et bøjningsled. Offentliggørelsen af ​​denne plan frigør et enormt potentiale for alle forskere inden for dette felt. Dr. Boland håber, at det vil føre til en ny guldalder inden for sundhedsvæsenet, indvarslet af bærbare sundhedsovervågningsenheder i realtid baseret på nanomaterialer.

Dr. Conor Boland, Underviser i materialefysik på skolen eller matematiske og fysiske videnskaber ved University of Sussex, sagde:

"Målet med vores forskning er at skabe bløde, bærbare sundhedssensorer, der bruger omkostningseffektive nanomaterialer, som er i stand til sundhedsovervågning i realtid. Disse materialers potentiale ville være uvurderlige for lægeoperationer og hospitaler.

"Men indtil nu, forskere har ikke været i stand til at sammenligne vores egne succeser med andres. Vi har gjort fremskridt på en måde, der svarer til at vandre ind i en mørk skov uden fakkel. Vores plan viser nu forskere vejen, frigøre potentialet for mange applikationer at følge.

"Jeg håber, at disse produkter vil skabe den næste guldalder inden for sundhedsvæsenet, ved at tillade læger at blive alarmeret på afstand om ændringer i en patients helbred. De enheder, vi arbejder hen imod, kunne give tidlige varslingssystemer til en række mennesker:dårligt stillede patienter på travle hospitalsafdelinger; ældre mennesker på plejehjem med risiko for at falde eller pludselig sygdom; personer med risiko for anafylaktisk shock, karakteriseret ved et pludseligt fald i blodtrykket.

"Ved at opdage ændringer i puls, blodtryk, ledbevægelser og respirationsfrekvenser, disse produkter kan potentielt identificere sygdom, før ydre symptomer viser sig. På den måde, en patient kunne blive hjulpet hurtigere.

"Der er også mulighed for privat kommerciel brug. Professionelle og amatørsportsentusiaster bør med tiden se mere effektive sundhedsmonitorer komme på markedet. De kan give mere nøjagtige diagnostiske sensorer til rugbyspillere eller boksere med risiko for hjernerystelse, som der er hårdt brug for. Og sundhedssensorer, der bruger nanomaterialer, kan også hjælpe bekymrede forældre, uanset om det er ved at advare dem om en nyfødt med risiko for vuggedød eller et lille barn med skyhøje temperaturer og vejrtrækningsfrekvenser.

"Denne plan, vi har offentliggjort, baner vejen for det hele."

Dette forskningspapir ser især på materialer kendt som nanokompositter, en blanding af et nanomateriale og en elastisk polymer, bruges som ikke-invasive sensorer båret på kroppen. De sidder enten på huden eller er indbygget i trådløse enheder, der ligner nuværende kommercielle fitnessenheder. For at måle et bøjningsled ville materialet blive fastgjort på tværs af knoen i hånden eller knæet; og til at måle puls eller blodtryk, det ville sidde på tværs af huden over arterien i nakken eller håndleddet.

Papiret ser på forholdet mellem tre ting:følsomhed (gauge-faktor), hvor langt et materiale kan strække sig, mens det foretager en måling (arbejdsfaktor) og et materiales stivhed (Youngs modul) og giver benchmarks for hver, som vil beskrive ydeevnen af ​​et optimalt følemateriale.

Mens grafen er det bedst kendte nanomateriale, der er hundredvis af andre, inklusive overgangsmetaldikalcogenider, Carbon nanorør, Metalliske nanotråde og MXener.