Автор изображения: Rawpixel.com/Shutterstock.com

Ученые из Барселоны, Испания, разработали новое поколение носимых датчиков света на основе графена. Эти датчики используют окружающий свет для точного измерения жизненно важных показателей, таких как пульс человека и уровень кислорода в крови. Их инновации имеют значение для будущего мониторинга здравоохранения, предлагая расширенные носимые устройства сектора, которые можно использовать для мониторинга и предотвращения проблем здравоохранения.

Современные носимые носители используют жесткие датчики, ограничивающие эффективность

Носимые технологии становятся все более популярными в последние годы. По прогнозам, к 2022 году рынок США будет оценен в 51,6 млрд. Долл. США, что представляет собой быстрый рост в среднем на 15,51% в период с 2016 по 2022 год. Устройства используются для улучшения здоровья пользователей путем мониторинга их жизненно важных функций, помогая им отслеживать и улучшать уровень их физической подготовки, а также предотвращение развития у них общих проблем со здоровьем, таких как гипертония, сердечная недостаточность, осложнения, связанные со стрессом, и многое другое.

Хотя современные носимые носители, доступные на рынке, могут иметь мягкую внешнюю оболочку, они построены из жестких датчиков и электроники, что не позволяет им быть настолько эффективными и точными, насколько они могли бы быть, потому что датчики не находятся в оптимальном контакте с кожей .

Испанская команда решила преодолеть этот недостаток, разработав сенсор, который является полностью гибким и прозрачным, чтобы позволить ему собирать более точные измерения жизненно важных органов. Чтобы достичь этого, они разработали систему, которая использует окружающий свет, который обнаруживается инновационным датчиком, изготовленным из графена, покрытого слоем полупроводниковых наночастиц для измерения этих показателей жизнедеятельности.

Почему графен?

Разработчики носимых устройств следующего поколения сосредоточены на изучении возможностей использования 2D-материалов для усовершенствования конструкций современных технологий. Двумерные материалы имеют много особенностей, которые обращаются к разработке улучшенных носимых материалов, таких как электропроводность, оптическая прозрачность, механическая гибкость, биосовместимость и устойчивость к биологическим электролитам. Графен является одним из таких примеров двумерного материала, и он уже успешно используется для создания тату-подобных устройств, которые могут измерять количество жизненно важных органов с впечатляющей точностью.

Разработка усовершенствованного устройства

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, рассказывается, как исследователи создали революционное гибкое и прозрачное носимое устройство, способное обеспечивать непрерывные и точные измерения жизненно важных показателей, таких как частота дыхания, частота сердечных сокращений, оксигенация пульса крови и воздействие УФ-излучение. Преимущества устройства в том, что его считывание производится на подключенном устройстве и может работать без батареи, заряжая его по беспроводной связи через телефон.

Кроме того, браслет предназначен для адаптации к поверхности кожи, что позволяет оптимизировать контакт для непрерывного измерения. Он включает в себя датчик света, который также является гибким и может использовать световую информацию для определения изменений в объеме кровеносных сосудов в связи с сердечным циклом и расчета жизненно важных функций на основе этой информации. Кроме того, исследователи разработали пластырь с графеном, который можно прикрепить к экрану мобильного телефона для измерения в реальном времени от прикосновения пальца.

Наиболее уникальной особенностью конструкции является то, что она использует окружающий свет для сбора измерений, позволяя устройству, которое потребляет мало энергии и способствует постоянному мониторингу показателей здоровья. Используя эту основную технологию, был также создан гибкий прототип ультрафиолетового пластыря, который также работает без батареи и может собирать непрерывные надежные данные, которые будут использоваться для предупреждения пользователей об опасности чрезмерного воздействия.

Последствия для будущего здравоохранения

То, что было достигнуто командой в Барселоне, скорее всего, изменит игровой процесс на фоне носимых технологий. Было продемонстрировано, что использование графеновых квантовых точек в полностью гибких носимых устройствах является успешным, и теперь появилась возможность разрабатывать коммерчески готовые носимые устройства на основе этой технологии, которые могут позволить создать улучшенные носимые устройства для мониторинга здоровья.