I ricercatori hanno creato un flessibile, sensore wireless indossato sulla pelle che monitora in tempo reale il pH del sudore di chi lo indossa. Sviluppato nel corso del progetto finanziato dall'UE CONTEST, il dispositivo è un trampolino di lancio verso l'eliminazione degli esami del sangue invasivi durante il monitoraggio dei livelli chimici nel corpo.

Il monitoraggio di condizioni croniche come il diabete e le malattie renali attualmente comporta il prelievo di sangue dal corpo del paziente. Però, le sostanze testate nel sangue come il glucosio e l'urea si trovano anche nel sudore. "Il sudore umano contiene molte delle stesse informazioni fisiologiche del sangue, e il suo utilizzo nei sistemi diagnostici ha il notevole vantaggio di non dover rompere la pelle per somministrare i test, "dice il prof. Ravinder Dahiya, uno dei coordinatori del progetto, in una notizia dell'Università di Glasgow. Con un efficace sensore di monitoraggio del sudore, dolorosi esami del sangue con puntura di spillo potrebbero quindi potenzialmente diventare un ricordo del passato. Ma solo se il dispositivo che misura i livelli di queste sostanze nel sudore è stato progettato pensando anche al comfort dell'utente.

Offrendo una pratica alternativa ai materiali rigidi utilizzati negli attuali sistemi indossabili non invasivi, il sensore di pH del team CONTEST può allungarsi e flettersi per adattarsi ai contorni del corpo degli utenti ed è quindi più comodo da indossare. Le sue caratteristiche sono descritte in un articolo pubblicato sulla rivista Biosensori e Bioelettronica .

Il sensore è estensibile da 1 cm2, sistema wireless il cui elettrodo di rilevamento del pH è realizzato con un nuovo composito di grafite-poliuretano. Grazie ad una coppia di pezzi interconnessi a forma di serpentina, il sensore può allungarsi fino al 53% in lunghezza e funzionare comunque bene. I test hanno anche dimostrato che può resistere ad essere allungato del 30% fino a 500 volte.

Il dispositivo ha un tempo di risposta rapido e stabile per livelli di pH del sudore compresi tra 5 e 9, fornendo risultati entro 8 s. Inoltre, sostanze come sodio, il potassio e il glucosio presenti nel sudore non hanno quasi alcun impatto sulle prestazioni del sensore di pH.

Il sensore wireless degli ingegneri ha anche un ulteriore vantaggio. Mentre i tradizionali sistemi wireless che trasmettono dati tramite Bluetooth sono spesso ingombranti e devono essere ricaricati spesso, il nuovo sensore può trasmettere i suoi dati senza utilizzare alimentazione esterna. I dati del pH vengono inviati a uno smartphone di accompagnamento tramite un'antenna estensibile di identificazione a radiofrequenza, che funziona bene finché il sensore è sotto il 20 % di deformazione. I dati vengono trasmessi continuamente a un'app per smartphone chiamata SenseAble, che consente agli utenti di monitorare i propri livelli di pH in tempo reale.

Dopo aver dimostrato la capacità del sensore di misurare i livelli di pH, il team ha ora iniziato la ricerca per espandere le sue capacità diagnostiche. "Stiamo progettando di aggiungere sensori in grado di misurare il glucosio, ammoniaca e urea, Per esempio, e alla fine vorremmo vedere un sistema pronto per il mercato nei prossimi anni, " dice il Prof. Dahiya.

CONTEST (Collaborative Network for Training in Electronic Skin Technology) ha formato giovani ricercatori nella progettazione, fabbricazione, caratterizzazione e utilizzo delle e-skin. Il progetto ha studiato i modi per integrare i sensori su substrati flessibili utilizzando materiali semiconduttori organici e inorganici. È stata inoltre condotta una ricerca sull'applicazione dell'e-skin nelle interfacce robotica e uomo-ambiente. Un risultato innovativo è stato il nuovo uso trovato per l'e-skin come sensore del dolore.