Миниатюрные газовые сенсоры могут улучшить контроль окружающей среды и здоровья

Недавно разработанные гибкие, пористые и высокочувствительные датчики диоксида азота, которые могут быть нанесены на кожу или одежду, имеют потенциальное применение в здравоохранении, мониторинге состояния окружающей среды и военном деле. 

Информация о разработке сенсоров и результаты их испытаний были опубликованы в журнале ACS Applied Materials and Interfaces.

Датчики отслеживают диоксид азота либо из дыхания, если они прикреплены под носом, либо из пота, если они прикреплены на другом участке тела. В отличие от взятия образцов крови, прямое крепление к коже позволяет осуществлять непрерывный и долгосрочный мониторинг газа. По словам ученых, хотя подобные датчики уже существуют, ключевым отличием нового устройства является воздухопроницаемость.

"Обычно используемые материалы подложек для газовых сенсоров являются гибкими, но не пористыми, - говорят разработчики технологии. - Накопление влаги с поверхности кожи потенциально может привести к раздражению или повреждению поверхности кожи. Нам нужно убедиться, что устройство может быть пористым, чтобы влага могла проходить через датчик, не накапливаясь на поверхности". 

Исследователи создали новые датчики, используя метод, известный как лазерная прямая запись. Ученые объединили тип материала, известный как блок-сополимеры, со специализированной смолой, чтобы создать с помощью лазера сенсоры с желаемой воздухопроницаемостью.

По словам американских ученых из Государственного университета Пенсильвании, сенсор может контролировать, в частности, хроническую обструктивную болезнь легких, которую диоксид азота может вызвать или усугубить. И, хотя датчики были разработаны специально для обнаружения диоксида азота, потенциально они могут определять различные газы и биомаркеры - например, для определения уровня глюкозы для мониторинга диабета или для выявления опасных факторов в промышленных или боевых условиях. 

"Датчики также могут быть полезны для мониторинга газов в окружающей среде, - отмечают ученые. - Мы могли бы контролировать качество воздуха и информировать пациентов о потенциальных опасностях, связанных, например, с чрезмерным количеством выхлопных газов от автомобилей. Затем они могли бы использовать эту информацию, чтобы избегать определенных районов в определенные дни".