Команда исследователей из Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН разработала электронный сенсор глюкозы, не требующий прокола пальца. Лабораторное устройство определяет уровень сахара в поту человека, поэтому в перспективе оно может стать заменой обычному глюкометру.

Чувствительный элемент сенсора печатается на офисной бумаге слоями в единицы нанометров, при этом сами чернила состоят из графена и проводящего полимера. Когда на бумагу наносят такой композит, в слоях формируются вертикальные частицы графена, которые выступают как катализаторы окисления глюкозы.

Сенсор можно разместить на запястье или в другом месте, причём чем больше пота, тем больше продуктов окисления и тем сильнее уровень сигнала. Затем данные по задумке разработчиков должны передаваться на смартфон через Bluetooth.

Отличие российского сенсора от зарубежных аналогов в том, что он очень тонкий и ему не нужно обильное потоотделение. В процессе разработки учёные тестировали многие ткани, от шёлка и хлопка до полимеров, однако остановили свой выбор на офисной бумаге. При этом проводимость сенсора прямо пропорциональна содержанию глюкозы в крови благодаря чувствительной матрице из графена, которая усиливает сигнал.

Создатели устройства подчёркивают, что оно не является медицинским прибором, а разработано для домашнего использования. В ближайшие несколько лет команда планирует сделать так, чтобы прибор работал надёжно и легко, а полученные результаты были понятны любому человеку, который нуждается в измерении глюкозы. При этом сенсор будет дешёвым и многоразовым, а в случае его поломки можно будет легко поменять компоненты.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Цзяньфэн Занг из Хуачжунского университета науки и технологий в Китае создал крошечный датчик, который можно ввести в головной мозг при помощи иглы, чтобы контролировать состояние этого органа. Что самое примечательное, устройство самостоятельно рассасывается в течение нескольких недель, поэтому операция по его извлечению не нужна.

Занг разработал такой датчик, чтобы отслеживать различные неврологические состояния, такие как эпилепсия. Устройство представляет собой кубик мягкого гидрогеля шириной 2 миллиметра, — это размер рисового зёрнышка. На протяжении всего гидрогеля учёные создали распределённые столбцы, чтобы создать структурированный сенсор. Поэтому, когда датчик улавливает внешний источник ультразвуковых волн, он отражает ультразвук, а изменения в устройстве, которое деформируется в ответ на внешние условия, можно увидеть в отражённом ультразвуке.

Разработчик подчёркивает, что никаких проводов или электроники для работы датчика не нужно. Метагель по сути работает как крошечное акустическое зеркало, которое меняется в зависимости от условий окружающей среды. Такие метагелевые сенсоры могут измерять давление, температуру, скорость кровотока в сосудах и другие параметры при введении в мозг.

Учёные уже протестировали своё устройство, имплантировав его в мозг крыс и свиней. В итоге исследователи получили результаты, сравнимые с результатами проводных датчиков, которые обычно используются для мониторинга здоровья мозга. Эксперименты также показали, что метагель самостоятельно распадается на воду и углекислый газ в течение пяти недель. У экспериментальных крыс после имплантации сенсора наблюдалась лишь небольшая отёчность мозга, однако учёным всё ещё нужно протестировать датчик на крупных животных перед клиническими испытаниями с людьми.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Китайский Университет Циндао разработал особый материал, чувствительный к электрическим полям, который может точно распознавать объекты на расстоянии 10 сантиметров. Напечатанная на 3D-принтере электронная кожа способна вывести робототехнику на совершенно новый уровень, где андроиды смогут чувствовать предметы без прикосновения к ним.

В большинстве случаев современные роботы используют сенсорные датчики на пальцах, чтобы брать в руки предметы и опознавать их. Однако китайский сенсор настолько чувствителен, что работает без прямого контакта, — авторы разработки пояснили, что добились такого эффекта благодаря композитным плёнкам.

Чтобы создать композитные плёнки, учёные объединили небольшое количество графитового нитрида углерода (GCN) с полидиметилсилоксаном (PDMS), напечатанным на 3D-принтере в сетку. Объединение этих двух компонентов привело к получению материала с низкой диэлектрической проницаемостью, — то есть высокой чувствительностью к электрическим полям. Тестируя возможности изобретения, исследователи обнаружили, что сетка воспринимает их пальцы на расстоянии от 0,5 до 10 сантиметров и не требует физического прикосновения.

Датчик также протестировали на других предметах, включая стол и тригональную призму, и сенсор смог точно распознать форму этих объектов. Изобретатели особенно отметили высокую скорость отклика и стабильность датчика на протяжении многих циклов использования. После успешного тестирования исследователи интегрировали свои сенсоры в печатную плату и создали электронную кожу, которую впоследствии можно будет использовать в робототехнике.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах