Kiedy chore dzieci są w szpitalu, leżą wśród często przytłaczającego gniazda drutów - monitorów do pomiaru oddechu, tętna, tlenu we krwi, temperatury i innych. Karmienie, ubieranie, a nawet odbieranie dziecka noszącego te urządzenia może być trudne. Ale naukowcy z University of Sussex w Wielkiej Brytanii mogliby potencjalnie zaoferować rozwiązanie bez drutu, albo poprzez małą bransoletkę podobną do Fitbit, albo z wszytymi rurkami do ubrania dziecka.
Zespół fizyków opracował płyn z emulsji grafenu, wody i oleju. Grafen to nanomateriał wykonany z atomów węgla. W ostatnich latach stał się ulubieńcem naukowców zajmujących się materiałami ze względu na jego wytrzymałość, elastyczność, przewodność elektryczną i - co ważne - przystępność cenową. Zespół umieścił emulsję grafenową w małej rurce. Kiedy rura była lekko rozciągnięta, przewodnictwo emulsji uległo zmianie. Prototypowe urządzenie jest tak czułe, że może wykrywać subtelne ruchy ciała, takie jak oddech i częstość tętna.
Naukowcy podejrzewają, że mała rurka wypełniona grafenem może być tanim, dyskretnym monitorem dla chorych dzieci i dorosłych z problemami z oddychaniem, takimi jak bezdech senny. Może być również sprzedawany jako produkt dla dzieci, których rodzice martwią się SIDS (zespół nagłej śmierci niemowlęcia), potencjalnie w postaci poręcznego garnituru do monitorowania parametrów życiowych dziecka. Poza tymi aplikacjami jest całkiem możliwe, że można go również wykorzystać do stworzenia bardziej zaawansowanej generacji urządzeń do noszenia zarówno dla sportowców amatorów, jak i profesjonalnych.
Alan Dalton, główny badacz projektu, mówi, że rozwój tej technologii rozpoczął się jako ciekawostka. „Jeśli pomyślisz o zmieszaniu oleju i wody (tj. Octu) podczas przygotowywania sosu sałatkowego, obie ciecze zawsze będą się rozdzielać w miarę upływu czasu. Jest dość dobrze znane, że dodanie cząsteczek podobnych do mydła lub niektórych drobnych proszków do oleju i wody może ich powstrzymać oddzielając się ”, mówi. „Chcieliśmy wiedzieć, czy grafen może osiągnąć ten sam efekt. Nie tylko odkryliśmy, że to rzeczywiście działa, ale także zauważyliśmy, że struktury płynne, które byliśmy w stanie wykonać, przewodzą elektrycznie”.
Badanie zostało opisane w artykule opublikowanym w zeszłym miesiącu w czasopiśmie Nanoscale .
Mikrografia emulsji grafenu, wody i oleju opracowana przez zespół University of Sussex. (University of Sussex) „W tym nowym rodzaju cieczy przewodzącej dość ekscytujące jest to, jak wrażliwa jest na rozciąganie” - powiedział fizyk Matthew Large, pierwszy autor na papierze w komunikacie prasowym na uniwersytecie. „Czułość tego nowego rodzaju czujnika odkształceń jest jest znacznie wyższy niż wiele istniejących technologii i jest to najbardziej czułe urządzenie na bazie cieczy, jakie kiedykolwiek zgłoszono, z dość znacznym marginesem ”.
Zespół stworzył rurkę wypełnioną grafenem po usłyszeniu apelu od Fundacji Billa i Melindy Gatesów dla naukowców, aby stworzyć niedrogie technologie noszenia do monitorowania dzieci w środowiskach o niskim zużyciu zasobów. Monitor oparty na technologii zespołu nie wymagałby drogich materiałów ani specjalnej wiedzy i mógłby być łatwo wysłany do odległych lokalizacji. Naukowcy współpracują obecnie z partnerem handlowym w celu opracowania produktów na rynek w ciągu najbliższych kilku lat.
„Badanie to opisuje nowy sposób pomiaru„ naprężenia ”lub ruchu”, mówi David King, pediatra i wykładowca pediatrii na University of Sheffield w Wielkiej Brytanii. „Dokonali ekstrapolacji swoich ustaleń, aby zasugerować, że może to być przydatne do mierzenia parametrów życiowych bezpośrednio lub zdalnie w bardziej wrażliwy sposób”.
Trudno jednak wiedzieć, jak to będzie działać, ponieważ żadne urządzenie nie zostało jeszcze wyprodukowane, mówi King. I zdecydowanie przestrzega przed pomysłem, że to urządzenie - lub dowolne urządzenie - może być użyte do zapobiegania SIDS.
„Przesłanka, że pomiar parametrów życiowych [zmniejszy] częstość występowania SIDS, nie jest poparta obecnymi dowodami”, mówi.
Co ciekawe, Dalton uważa, że ta technologia ma zastosowania poza zdrowiem.
„Możliwość pomiaru bardzo małych odcinków lub wibracji może być niezwykle przydatna” - mówi. „Pomyśl o wykryciu zmian w strukturze wysokich budynków lub mostów lub o możliwości rozmieszczenia ogromnej liczby czujników szukających wibracji związanych ze zdarzeniami geologicznymi”.
