Ny bærbar sensor sporer nøjagtigt små ændringer i åndedrætsprocessen
Manchester-forskere har udviklet en ny type bærbar sensor, der præcist kan spore dit åndedræt, selv de mindste ændringer i udåndings- og indåndingsprocesserne. Denne innovation, beskrevet i en undersøgelse offentliggjort i Advanced Materials , baner vejen for forbedret overvågning af respiratorisk sundhed og sygdom.
Sensoren, der er baseret på et 2D-materiale kaldet hexagonal bornitrid (h-BN), er væsentligt mere følsom og nøjagtig end tidligere designs. Den kan registrere selv subtile variationer i åndedrætsmønstre, såsom dem forårsaget af astma eller søvnapnø.
"Vores sensor er som en meget præcis mikrofon til dit åndedræt," siger hovedforfatter prof. Cinzia Casiraghi, en forsker ved University of Manchester. "Det kan opfange de mindste ændringer i luftstrømmen og give værdifuld fysiologisk information om en person, for eksempel relateret til deres hjerte-, neurologiske og pulmonale tilstande samt visse typer af sygdom."
Sådan fungerer det
Det aktive materiale i sensoren er lavet af en hexagonal bornitrid-blæk, som er designet af supramolekylær kemi for at give øget følsomhed over for vandmolekyler. Blækket aflejres mellem elektroderne i form af en tynd film, og derefter påføres et vekslende elektrisk felt på elektroderne.
Når du indånder og ånder ud, ændres filmens elektriske signal baseret på den lokale fugtighed, hvilket viser en karakteristisk "V-form" forbundet med hele vejrtrækningscyklussen. Ændringer i V-formen kan derfor tilskrives ændringer i udånding-indåndingsprocessen, for eksempel på grund af hoste, feber, løbende og tilstoppet næse.
Den nye sensor har flere fordele i forhold til eksisterende teknologier. Det er mere følsomt, hvilket betyder, at det kan registrere mindre ændringer i åndedrættet. Det er også hurtigere, med en responstid på blot millisekunder. Og det er ikke påvirket af temperatur eller andre miljøfaktorer, hvilket gør det mere pålideligt til brug i den virkelige verden. Desuden kan den nemt integreres i ansigtsmasker.
Potentielle applikationer
Forskerne mener, at deres sensor har potentialet til at revolutionere den måde, vi overvåger respiratorisk sundhed på, og den kan bruges til at spore effektiviteten af respiratoriske behandlinger.
"Denne sensor har potentialet til at gøre en reel forskel i livet for mennesker med luftvejsproblemer," siger Dr. Liming Chen, Postdoc i Casiraghi-gruppen, som har arbejdet på dette projekt. "Det kan hjælpe os med at diagnosticere sygdomme tidligere, spore sygdommes udvikling og hjælpe med at lave personlige behandlingsplaner."
Forskerne arbejder nu på at udvide teknologien for at opnå høj følsomhed og selektivitet over for udvalgte biomarkører, der findes i åndedrættet, og som er forbundet med sygdomme, for eksempel respiratorisk ammoniak.
De håber at se deres teknologi i hænderne på patienter og sundhedsudbydere i den nærmeste fremtid.
Flere oplysninger: Liming Chen et al., Bærbare sensorer til vejrtrækningsovervågning baseret på vandbaseret sekskantet boronitrid-blæk lavet med supramolekylær funktionalisering, avancerede materialer (2024). DOI:10.1002/adma.202312621
Journaloplysninger: Avanceret materiale
Leveret af University of Manchester
Varme artikler
-
Hørelidelser kan behandles med multifunktionel nanoliposomterapiLiposomer bruges i moderne medicin til at bære og anvende lægemidler og gener i forskellige vævsområder i kroppen. De er små bobleformede lipidmolekyler, og en attraktiv kandidat til levering, fordi d -
Catch-22 i grafenbaserede molekylære enheder løstForskerne producerede en elektrisk effektiv struktur ved at bygge en grafenlignende molekylstak for at danne en elektronsti gennem de grafenlignende molekyler P orbitaler (disse er håndvægtformede ele -
Nyt målrettet nano-immunostimulerende middel til cancerimmunterapi udvikletSkematisk illustration af fremstillingen af ZGS-Si-Pc@HA og dens immunterapeutiske virkninger. Kredit:Prof. ZHANG Yuns gruppe Immunterapi er lovende for kræftbehandling. Nøglen til at forbedre de -
Forskere laver den første altoptiske nanotrådskifteLaserlys udsendes fra enden af en cadmiumsulfid -nanotråd. (Phys.org) - Computere bliver muligvis hurtigere hvert år, men disse fremskridt i computerhastighed kunne blive dværgede, hvis deres 1e
- Elektrisk strøm manipuleres af lys i en organisk superleder
- 20 års jorddata lige ved hånden
- Rapporten opfordrer Californien til at handle for at beskytte marine økosystemer mod mikroplast
- Glock spøgelsesvåben er på højkant på det mørke web
- Skinende lys på de indre detaljer og opdelingen af deuteroner
- Forskere udvikler dual-excitation-dekodningsstrategi til termisk sensing med høj nøjagtighed