Forskare har skapat ett unikt armbandsur som innehåller flera moduler, inklusive en sensoruppsättning, ett mikrofluidchip, signalbehandling och ett datadisplaysystem för att övervaka kemikalier i mänsklig svett. Deras studie är publicerad i tidskriften ACS Nano .
"Den kan kontinuerligt och exakt övervaka nivåerna av kalium (K + ). ), natrium (Na + ), och kalcium (Ca 2+ )-joner, som erbjuder både realtids- och långsiktiga spårningsmöjligheter", säger seniorforskare Prof. Huang Xingjiu från Institute of Solid State Physics vid Hefei Institutes of Physical Sciences of Chinese Academy of Sciences
Enorma framsteg har gjorts inom svettsensorer baserade på elektrokemiska metoder, vilket gör det lättare att spåra kroppsförändringar. Stabiliteten hos sensorchippet är avgörande för dess appliceringseffekt och livslängd, vilket är nyckeln till att säkerställa en långsiktig tillförlitlig drift av sensorn.
Därför fokuserade forskare på att designa ett stabilt SC-gränssnitt som kärnkomponenter, samtidigt som de integrerade flera moduler av svettsensorn för att möjliggöra samtidig och pålitlig övervakning av flera måljoner.
I denna studie utvecklade forskare masstillverkade sensormatriser baserade på hierarkiska flerskiktiga porer tvärbundet N-dopat poröst kol belagt med reducerade grafenoxid (NPCs@rGO-950) mikrosfärer med hög hydrofobicitet som kärna SC. Detta möjliggjorde mycket selektiv övervakning av K + , Na + och Ca 2+ joner i mänsklig svett.
Med hjälp av datortomografi och solid-solid interface potential diffusionssimulering fann de att diffusionen av ämnen mellan solida gränssnitt är mycket låg, och förmågan att lagra elektrisk laddning vid dessa gränssnitt är hög. Detta säkerställer den utmärkta potentiella stabiliteten, reversibiliteten, repeterbarheten och selektiviteten hos sensormatriser.
Den här klockans långsiktiga tillförlitlighet är lovande. Den kan konsekvent övervaka de tre jonerna i mänsklig svett i över 6 månader, vilket överträffar stabiliteten hos många andra sensorer som har rapporterats.
Denna studie representerar ett heltäckande tillvägagångssätt för materialdesign, forskning om gränssnittsmekanismer, massproduktion av sensorchips och modulär full integration, vilket ger fler möjligheter för bärbara elektrokemiska svettsensorer, enligt teamet.
Mer information: Xin Cai et al, helt integrerat multiplexerat armbandsur för realtidsövervakning av elektrolytjoner i svett, ACS Nano (2024). DOI:10.1021/acsnano.3c13035
Journalinformation: ACS Nano
Tillhandahålls av Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academy of Sciences
