Nyfödda barn, äldre människor, sjuka sjukhuspatienter och sportentusiaster kan alla vinna på ett genombrott i utvecklingen av bärbar teknik med hjälp av nanomaterial från University of Sussex.

Fysikern Dr. Conor Boland vid University of Sussex har publicerat en "plan" för att hjälpa forskare att förstå hur de kan optimera nanomaterialen som används i hälsosensorer. Nanomaterial lovar att tillhandahålla nyckeln till bärbar teknik som spårar blodtryck, puls, andning och ledrörelser i realtid, och trådlöst. Men hur man gör dessa flexibla material både mer känsliga och att sträcka sig ytterligare har stumpat forskare fram till nu. Dr Bolands uppsats "Stumbling Through the Research Wilderness, Standardmetoder för att skina ljus på elektriskt ledande nanokompositer för framtida hälsovårdsovervakning "publiceras i den prestigefyllda tidskriften ACS Nano torsdagen den 13 december.

Efter att ha analyserat data från 200 publikationer om ämnet, Dr Conor Bolands papper avslöjar för första gången dilemmat att ju längre ett material kan sträckas, ju mindre känslig det är.

Dock, genom att införa ett nytt sätt för forskare att tolka sina data, Dr Boland presenterar en metod för forskare att förstå hur känsligheten och flexibiliteten kan optimeras. Dessa nano-baserade material för hälsoövervakning måste vara tillräckligt känsliga för att mäta en puls med sina subtila stimulanser med låg belastning, men också för att upprätthålla den känsligheten när man mäter de stora stammarna i en böjning. Publiceringen av denna plan frigör enorm potential för alla forskare inom detta område. Dr Boland hoppas att det kommer att leda till en ny guldålder för vården, inleds av bärbara hälsoövervakningsenheter i realtid baserade på nanomaterial.

Dr Conor Boland, Föreläsare i materialfysik i skolan eller matematiska och fysiska vetenskaper vid University of Sussex, sa:

"Målet med vår forskning är att skapa mjuka, bärbara hälsosensorer som använder kostnadseffektiva nanomaterial som kan övervaka hälsan i realtid. Potentialen för dessa material skulle vara ovärderlig för läkarkirurgier och sjukhus.

"Men tills nu, forskare har inte kunnat jämföra våra egna framgångar med andras. Vi har gjort framsteg på ett sätt som liknar att vandra in i ett mörkt trä utan fackla. Vår plan visar nu forskare vägen, frigöra potentialen för många applikationer att följa.

"Jag hoppas att dessa produkter kommer att leda till vårdens nästa guldålder, genom att låta läkare fjärrvarnas om förändringar i en patients hälsa. De enheter vi arbetar mot kan ge tidiga varningssystem för en rad människor:dåligt patienter på upptagna sjukhusavdelningar; äldre på vårdhem med risk för fall eller plötslig sjukdom; de som löper risk för anafylaktisk chock, kännetecknas av ett plötsligt blodtrycksfall.

"Genom att upptäcka förändringar i puls, blodtryck, gemensamma rörelser och andningshastigheter, dessa produkter kan eventuellt identifiera sjukdom innan yttre symptom avslöjar sig. På det sättet, en patient kunde få hjälp tidigare.

"Det finns utrymme för privat kommersiellt bruk också. Professionella och amatörsportentusiaster borde i tid se mer effektiva hälsoövervakare som kommer ut på marknaden. De kan tillhandahålla mer exakta diagnostiska sensorer för rugbyspelare eller boxare med risk för hjärnskakning, som verkligen behövs. Och hälsosensorer som använder nanomaterial kan också hjälpa oroliga föräldrar, oavsett om det är genom att uppmärksamma dem på en nyfödd som riskerar att dö i barnsäng eller ett barn med höga temperaturer och andningsfrekvens.

"Denna plan som vi har publicerat banar vägen för allt detta."

Detta forskningsarbete ser i synnerhet ut material som kallas nanokompositer, en blandning av ett nanomaterial och en stretchig polymer, används som icke-invasiva sensorer som bärs på kroppen. De sitter antingen på huden eller är inbyggda i trådlösa enheter som liknar nuvarande kommersiella fitnessapparater. För att mäta en böjning skulle materialet fästas över knogen i handen eller knäet; och för att mäta puls eller blodtryck, den skulle sitta över huden ovanför artären i nacken eller handleden.

Tidningen tittar på sambandet mellan tre saker:känslighet (mätfaktor), hur långt ett material kan sträcka sig medan man gör en mätning (arbetsfaktor) och ett materials styvhet (Youngs modul) och ger riktmärken för varje som skulle beskriva prestanda för ett optimalt avkänningsmaterial.

Medan grafen är det mest kända nanomaterialet, det finns hundratals andra inklusive Transition Metal Dichalcogenides, Kolnanorör, Metalliska nanotrådar och MXener.