Sensores à prova d’água de baixo custo podem criar novas possibilidades de monitoramento de saúde

Uma equipe de pesquisadores liderada pela Penn State literalmente colocou lápis no papel para criar um sensor acessível, acessível, à prova d’água e vestível para monitorar vários sinais vitais. A equipe publicou os detalhes do sensor de lápis sobre papel em Revista de Engenharia Química.

A equipe já havia projetado um sensor de lápis sobre papel que poderia ser usado em “fraldas inteligentes” para detectar umidade. Esse sensor, no entanto, não era hidrofóbico, portanto, embora fosse útil na detecção de umidade, não podia ser usado para monitorar com precisão outras variáveis ​​de saúde em que a umidade poderia interferir na detecção e nos resultados.

“Nesse caso, estamos procurando medir moléculas de gás, temperatura e sinais fisiológicos elétricos”, disse o co-autor Huanyu “Larry” Cheng, James L. Henderson Jr. Memorial Professor Associado de Ciências da Engenharia e Mecânica na Penn State. o sinal e a robustez mecânica serão comprometidos. É por isso que projetamos um revestimento superhidrofóbico, tornando o sensor praticamente à prova d’água.”

Os pesquisadores usaram uma sílica revestimento hidrofóbico, que havia sido usado para outros sensores, mas nunca para os sensores de lápis sobre papel. Esses sensores também foram projetados para serem elásticos, possibilitando o uso na pele.

“Com este sensor, você não precisa de equipamentos volumosos”, disse o co-autor Li Yang, ex-acadêmico visitante do Departamento de Ciência e Mecânica da Penn State e agora da Escola de Ciências da Saúde e Engenharia Biomédica da Universidade de Hebei. de Tecnologia, Tianjin, China. “Usamos abordagens de fabricação de baixo custo para torná-los acessíveis. O sensor é feito de material de grafite esfoliado de um lápis. Portanto, o material do lápis é realmente o material do sensor porque é um material condutor.”

Além de capturar moléculas de temperatura e gás, os sensores podem capturar a ação fisiológica elétrica para monitorar o movimento muscular, a atividade cardiovascular e os sinais cerebrais. Os pesquisadores disseram que o dispositivo tem potencial não apenas para detecção, mas também para estimulação – por exemplo, o sensor pode administrar terapia térmica enviando uma corrente para a pele.

Cheng disse que a acessibilidade, acessibilidade e versatilidade do sensor – em termos do escopo dos sinais vitais que ele pode medir – podem torná-lo útil para aplicações de saúde pública, em vez de apenas para fins de saúde individual.

“Em geral, estamos interessados ​​no saúde da população“, disse Cheng. “Portanto, com este processo de fabricação de baixo custo e acessibilidade do sensor, esperamos poder fornecer isso a uma população realmente grande e, em seguida, coletar informações sobre a variação entre indivíduos para poder estabelecer uma linha de base, de acordo com para a população de pacientes em diferentes localizações geográficas ou em diferentes populações.”

Os outros autores do artigo são Ankan Dutta, aluno de doutorado do Departamento de Ciência e Mecânica da Penn State; e Ye Xue, Zihan Wang, Xue Chen, Peng Gao, Runze Li, Jiayi Yan, Guangyu Niu, Ya Wang, Shuajie Du e Li Yang, todos da Universidade de Tecnologia de Hebei em Yianjin, China.