I ricercatori hanno creato un orologio da polso unico che contiene più moduli, tra cui una serie di sensori, un chip microfluidico, l'elaborazione del segnale e un sistema di visualizzazione dei dati per monitorare le sostanze chimiche nel sudore umano. Il loro studio è pubblicato sulla rivista ACS Nano .
"Può monitorare in modo continuo e accurato i livelli di potassio (K + ), sodio (Na + ) e calcio (Ca 2+ ) ioni, offrendo funzionalità di tracciamento sia in tempo reale che a lungo termine", ha affermato il ricercatore senior Prof. Huang Xingjiu dell'Istituto di fisica dello stato solido presso l'Istituto di scienze fisiche Hefei dell'Accademia cinese delle scienze
Sono stati compiuti enormi progressi nei sensori del sudore basati su metodi elettrochimici, rendendo più semplice monitorare i cambiamenti del corpo. La stabilità del chip del sensore è fondamentale per l'effetto applicativo e la durata, che è la chiave per garantire il funzionamento affidabile a lungo termine del sensore.
Pertanto, i ricercatori si sono concentrati sulla progettazione di un'interfaccia SC stabile come componenti principali, integrando completamente più moduli del sensore del sudore per consentire il monitoraggio simultaneo e affidabile di più ioni target.
In questo studio, i ricercatori hanno sviluppato array di sensori prodotti in serie basati su carbonio poroso reticolato con pori N gerarchici multistrato rivestiti da microsfere di ossido di grafene ridotto (NPCs@rGO-950) con elevata idrofobicità come SC centrale. Ciò ha consentito un monitoraggio altamente selettivo di K + , Na + e Ca 2+ ioni nel sudore umano.
Utilizzando la tomografia computerizzata e la simulazione della diffusione del potenziale dell'interfaccia solido-solido, hanno scoperto che la diffusione delle sostanze tra le interfacce solide è molto bassa e la capacità di immagazzinare carica elettrica in queste interfacce è elevata. Ciò garantisce l'eccellente stabilità potenziale, reversibilità, ripetibilità e selettività degli array di sensori.
L'affidabilità a lungo termine di questo orologio è promettente. Può monitorare costantemente i tre ioni nel sudore umano per oltre 6 mesi, superando la stabilità di molti altri sensori segnalati.
Secondo il team, questo studio rappresenta un approccio completo alla progettazione dei materiali, alla ricerca sui meccanismi di interfaccia, alla produzione di massa di chip di sensori e all'integrazione completa modulare, offrendo maggiori possibilità per i sensori elettrochimici del sudore indossabili.
Ulteriori informazioni: Xin Cai et al, orologio da polso multiplex completamente integrato per il monitoraggio in tempo reale degli ioni elettrolitici nel sudore, ACS Nano (2024). DOI:10.1021/acsnano.3c13035
Informazioni sul giornale: ACS Nano
Fornito dagli Istituti di scienze fisiche Hefei, Accademia cinese delle scienze
