Источник: Гавайский университет в Маноа
Исследователи из Гавайского университета в Маноа представили новую технологию, которая может сделать производство носимых датчиков здоровья более доступным и недорогим.
Носимые датчики играют решающую роль в непрерывном мониторинге жизненно важных показателей и других показателей здоровья, предоставляя информацию о состоянии здоровья в режиме реального времени, которая позволяет оказывать проактивную и персонализированную медицинскую помощь. Однако производство этих устройств часто требует специализированных помещений и технических знаний, что ограничивает их доступность и широкое внедрение.
Группа под руководством доцента Тайлера Рэя с кафедры машиностроения (Инженерный колледж) и кафедры клеточной и молекулярной биологии (Медицинская школа имени Джона А. Бернса) представила недорогой метод на основе трафарета для производства датчиков из лазерно-индуцированного графена (LIG), ключевого материала, используемого в носимых сенсорных платформах.
«Это достижение позволяет нам создавать высокопроизводительные носимые датчики с большей точностью и по более низкой стоимости», — сказал Рэй. «Используя простой металлический трафарет во время процесса лазерной обработки, мы преодолели ключевое ограничение традиционного процесса изготовления, что открывает новые возможности для проектирования и функциональности датчиков».
Используя коммерчески доступные металлические трафареты, команда UH Mānoa смогла уменьшить минимальный размер элемента примерно со 120 микрометров до всего лишь 45 микрометров. Это позволяет создавать более сложные конструкции датчиков, такие как тонколинейные микроматрицы электродов, которые ранее было трудно достичь с помощью стандартной лазерной обработки.
«Мы продемонстрировали практичность нашего метода, изготовив датчики температуры и многоэлектродные электрохимические датчики», — объяснил Рэй. «Эти устройства продемонстрировали улучшенную производительность, которую мы связываем с улучшенным разрешением и качеством графеновых узоров».
Исследование было опубликовано в журнале Biosensors and Bioelectronics в рамках серии статей журнала «Молодые ученые в Америке».
Ведущим автором исследования была Кейли М. Кларк с соавторами Дейлен Т. Некоба и Киан Лаи Вьернес с кафедры машиностроения и Цзе Чжоу с кафедры электротехники и вычислительной техники.
Это нововведение основано на предыдущей работе Рэя над «sweatainer», носимым датчиком пота, напечатанным на 3D-принтере, который собирает и анализирует пот, чтобы предоставить информацию о различных состояниях здоровья, таких как обезвоживание, усталость и серьезные заболевания, такие как диабет.
Метод s-LIG еще больше расширяет потенциал доступных технологий мониторинга здоровья, позволяя масштабировать изготовление высокопроизводительных датчиков без опоры на традиционные ресурсоемкие пути изготовления.
Дополнительная информация: Кейли М. Кларк и др., Изготовление гибких лазерно-индуцированных графеновых датчиков высокого разрешения с помощью трафаретной маскировки, Биосенсоры и Биоэлектроника (2024). DOI: 10.1016/j.bios.2024.116649
Информация о журнале: Биосенсоры и биоэлектроника
Предоставлено Гавайским университетом в Маноа
