Носимый газовый сенсор для мониторинга здоровья

Американские ученые из Пенсильванского государственного университета вместе с исследователями из Северо-восточного университета объявили о разработке высокочувствительного, носимого сенсора газа для мониторинга окружающей среды и здоровья человека. Разработчики полагают, что в скором времени этот датчик может стать коммерчески доступным. Новое устройство обладает преимуществами по сравнению с существующими носимыми сенсорами благодаря использованию механизма самонагрева, который повышает его чувствительность.

Эта технология позволяет быстро восстановить и повторно использовать носимый датчик. Исследователи отмечают, что другие устройства этого типа требуют внешнего нагревателя, а также дорогостоящего и трудоемкого литографического процесса в условиях чистого помещения для производства. В этом проекте ученые использовали лазер для нанесения рисунка на высокопористый наноматериал, который, по словам ученых, похож на графен.

Такой материал использовался для создания сенсоров, которые могут обнаруживать газ, биомолекулы, а в будущем смогут обнаруживать и химические вещества. В нечувствительной части устройства используются токопроводящие полоски, покрытые серебром. При воздействии электрического тока эти проводники локально нагревают чувствительную область сенсора, устраняя необходимость в отдельном нагревателе. Змеевидная форма проводников позволяет устройству растягиваться, чтобы приспособиться к изгибу тела.

Наноматериалы, используемые здесь, представляют собой восстановленный оксид графена и дисульфид молибдена, или их комбинацию. В этих материалах также может использоваться композит из оксида металла с сердцевиной из оксида цинка и оболочкой из оксида меди.

Разработчики утверждают, что военное ведомство США заинтересовано в создании такого носимого устройства для обнаружения химических и биологических агентов, которые могут повредить нервы или легкие. Кроме того, ученые сотрудничают с одной из медицинских компаний с целью производства устройств для мониторинга здоровья пациентов, включая обнаружение газообразных биомаркеров в организме человека и загрязняющих веществ в окружающей среде, которые могут воздействовать на легкие. В настоящее время команда работает над созданием чувствительных матриц высокой плотности и улучшением сигнала, чтобы сделать датчики более селективными.