Armbåndsur med svedsensor tilbyder realtidsovervågning af kroppens kemi

Forskere har skabt et unikt armbåndsur, der indeholder flere moduler, herunder et sensorarray, en mikrofluidisk chip, signalbehandling og et datadisplaysystem til at overvåge kemikalier i menneskelig sved. Deres undersøgelse er publiceret i tidsskriftet ACS Nano .

"Det kan kontinuerligt og nøjagtigt overvåge niveauerne af kalium (K ⁺ ), natrium (Na ⁺ ), og calcium (Ca ²⁺ ) ioner, der tilbyder både realtids- og langsigtede sporingsmuligheder," sagde seniorforsker Prof. Huang Xingjiu fra Institute of Solid State Physics ved Hefei Institutes of Physical Sciences ved det kinesiske videnskabsakademi

Der er gjort enorme fremskridt inden for svedsensorer baseret på elektrokemiske metoder, hvilket gør det nemmere at spore kropsændringer. Stabiliteten af ​​sensorchippen er afgørende for dens anvendelseseffekt og levetid, hvilket er nøglen til at sikre langsigtet pålidelig drift af sensoren.

Derfor fokuserede forskere på at designe en stabil SC-grænseflade som kernekomponenter, mens de fuldt ud integrerede flere moduler af svedsensoren for at muliggøre samtidig og pålidelig overvågning af flere målioner.

I denne undersøgelse udviklede forskere massefremstillede sensorarrays baseret på hierarkisk flerlags-poretværbundet N-doteret porøst carbon coatet med reduceret grafenoxid (NPCs@rGO-950) mikrosfærer med høj hydrofobicitet som kerne SC. Dette muliggjorde meget selektiv overvågning af K ⁺ , Na ⁺ og Ca ²⁺ ioner i menneskelig sved.

Ved hjælp af computertomografi og solid-solid interface potential diffusionssimulering fandt de ud af, at diffusionen af ​​stoffer mellem faste grænseflader er meget lav, og evnen til at lagre elektrisk ladning ved disse grænseflader er høj. Dette sikrer den fremragende potentielle stabilitet, reversibilitet, repeterbarhed og selektivitet af sensorarrays.

Dette urs langsigtede pålidelighed er lovende. Den kan konsekvent overvåge de tre ioner i menneskelig sved i over 6 måneder, og overgå stabiliteten af ​​mange andre sensorer, der er blevet rapporteret.

Denne undersøgelse repræsenterer en omfattende tilgang til materialedesign, forskning i grænseflademekanismer, masseproduktion af sensorchips og modulær fuld integration, hvilket giver flere muligheder for bærbare elektrokemiske svedsensorer, ifølge holdet.

Flere oplysninger: Xin Cai et al., Fuldt integreret multiplekseret armbåndsur til realtidsovervågning af elektrolytioner i sved, ACS Nano (2024). DOI:10.1021/acsnano.3c13035

Journaloplysninger: ACS Nano

Leveret af Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences