Одежда с рисунком из биологически активных чернил отслеживает здоровье пользователя

Одежда с рисунком из биологически активных чернил отслеживает здоровье пользователя

05 Sep 2020
54
Прослушать

Команда исследователей Инженерной школы Тафтского университета (США) разработала чернила на основе биоматериалов, которые реагируют на химические вещества, выделяемые организмом в жидкостях, таких как пот, а также на другие элементы окружающей среды, изменяя цвет. Чернила могут быть нанесены на ткани, используемые в одежде, обуви или даже масках для лица, причем со сложным рисунком и в высоком разрешении, обеспечивая детальную карту реакции или экспозиции человека. Такая технология может одновременно обнаружить и количественно определить широкий спектр биологических условий, молекул и, возможно, патогенных микроорганизмов на поверхности тела с использованием обычной одежды.

Ткани могут применяться для изготовления рабочей или спортивной одежды, или даже встроена в мебель и архитектурные элементы. В отличие от традиционных носимых устройств, содержащих электронные элементы, разработка специалистов из университета Тафтса использует неэлектронное колориметрическое обнаружение теоретически очень большого количества аналитов* с помощью "сенсорной одежды". Такая сенсорная система может быть распределена для покрытия очень больших площадей, это может быть все, что угодно - от патча до всего тела или даже стены дома.

Компонентами, которые делают все это возможным, являются биологически активированные чернила на шелковой основе. Растворимый шелковый субстрат в этих чернилах может быть модифицирован путем встраивания различных "регистрирующих" молекул - например, pH-чувствительных индикаторов или ферментов, таких как лактат-оксидаза, для индикации уровня лактата в потоотделении. Первый может быть индикатором здоровья кожи или обезвоживания, в то время как второй может указывать на степень усталости носителя. Существует возможность создания многих видов чернил и все это благодаря универсальности белка фиброина** шелка, который можно модифицировать активными молекулами, такими как химически чувствительные красители, ферменты, антитела и многое другое. Несмотря на то, что такие молекулы могут быть нестабильными сами по себе, они могут стать устойчивыми при встраивании внутри фиброина шелка.

Краски предназначены для трафаретной печати в комбинации с загустителем (альгинат натрия) и пластификатором (глицерин). Биокраски для трафаретной печати могут использоваться, как и любая другая краска, разработанная для трафаретной печати, поэтому их можно наносить не только на одежду, но и на различные поверхности, такие как дерево, пластмассы и бумага, для создания рисунков размером от сотен микрон до десятков метров. В то время как изменения цвета, представляемые чернилами, могут служить визуальной подсказкой о наличии или отсутствии определенного аналита, использование анализа изображений с камеры, сканирующей одежду или другой материал, позволяет получить более точную информацию о количестве. Теоретически, этот метод может использоваться даже для отслеживания качества воздуха или поддерживать мониторинг окружающей среды для эпидемиологии.

* Аналит — компонент, искомый или определяемый в пробе вещества или материала объекта аналитического контроля.

** Фиброин — фибриллярный белок, выделяемый паукообразными и некоторыми насекомыми и составляющий основу нитей паутины и коконов насекомых, в частности, шёлка тутового шелкопряда.